北航科研團隊實現技術突破 2厘米昆蟲機器人超快速助力災後救援

北京航空航天大學科研團隊成功實現微型動力技術新突破，並研發出一款仿生「昆蟲」，實現了昆蟲尺寸（2厘米）機器人的脫線可控爬行。

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昆蟲機器人僅2厘米 重量不足2克

相關成果近日在國際學術期刊《自然·通訊》發表。文章共同通訊作者、北航能源與動力工程學院教授閆曉軍介紹，該機器「昆蟲」身長2厘米、寬1厘米、重1.76克，垂直投影面積僅兩個指甲蓋大小，具有快速機動、高載重、無線可控等特性。

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該機器人可穿過障礙物 把求救信號傳至控制端

小機器昆蟲可以適應多種應用場景，例如災後救援、航空發動機檢測等。目前已完成求救信號採集驗證，可以模擬災後搜救的場景。在模擬場景中，機器昆蟲穿過石頭等障礙物後到達倒塌房屋附近，然後採集房屋內部發出的SOS求救信號並將其回傳至控制端。研究人員希望未來這款機器「昆蟲」也可用於航空發動機結構損傷檢測。

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採用新型動力系統 無需外接電線供電

動力系統是機器人的「心臟」。普通機器人通常靠電動機驅動，對供能要求較高，而微型機器人內部空間不足以承載大容量電池，需外接通電線持續供電，其自由移動因此受限。北航科研團隊歷經多年研究，開發出基於直線式驅動、柔性鉸鏈傳動的新型動力系統，讓微型機器人成功擺脫電機與外接電線，通過「體內」微型電池完成電生磁，促使磁鐵振動，再帶動腿部關節運動。

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微型動力技術有望推動微型機器人大範圍開發應用

北航博士生、團隊成員詹文成介紹，科研團隊還設計了仿生奔跑步態，通過機器「昆蟲」步頻和步幅的自適應調節，實現高載重下快速爬行；提出基於機器「昆蟲」雙腿振動頻率差的控制方法，實現運動軌跡精確控制。

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閆曉軍表示，這一微型動力技術的成功研發，有望推動微型機器人大範圍開發和應用，助力災後搜救、大型機械設備和基礎設施損傷檢測等。

名古屋大學工學研究科上野智永助教團隊，成功研發出一種密度僅為空氣0.5至10倍的超輕量功能材料，類似黑色海綿狀物質，輕到就算放在櫻花瓣上也不會壓壞，手掌托舉幾乎感覺不到重量。

突破傳統材料困境

據外媒報導，這項材料以碳奈米管（CNT）分散液為主原料，混合植物纖維素，經冷凍乾燥製成。內部形成多孔海綿結構，不僅極致輕盈，還能透過配方調整，賦予斷熱、吸音、電磁波遮蔽等多種功能，傳統材料難以兼顧的「輕量」與「機能性」，在此實現突破。

X@NagoyaUniv_info

畫面震撼全球網友

這樣的性質，只要稍為加熱，內部空氣膨脹排出，密度便低於周圍空氣。如同熱氣球原理，材料自然浮起，影片畫面震撼全球網友。

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多年研發始成功

上野智永自學生時代便對宇宙充滿憧憬。雖然首次申請機械航空工學落榜，卻在物理工學領域發現材料創新的魅力，2012年起，他挑戰無人問津的極致輕量領域，歷經多年研發，2014年實現突破。

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已獲多家企業關注

2024年，他成立大學衍生新創公司，由畢業生大里智樹擔任代表，自己出任技術長，加速從實驗室走向產業應用。上野智永強調：「材料改變，世界就會改變。」未來可望用於飛行汽車、大型無人機的結構輕量化，電動車的隔熱吸音材，以及航空航太飛行器的電磁波防護。就算只提升1%的燃油效率，就能為航空產業帶來巨大經濟與環保效益，目前已獲多家企業關注，包括航空製造商與汽車業者。