敲黑板︱如何抗住媽媽的蒼蠅拍？軟體機器昆蟲告訴你答案

圖片來源：EPFL

曾經，那種飽和度極高的紅色塑膠蒼蠅拍與雞毛撣子、竹掃帚並稱童年三大“殺器”，但凡有一件在手，老媽就能橫掃四方，讓一群熊孩子聞風喪膽。

現在，EPFL的研究人員開發了一種超輕機器昆蟲。它利用柔軟的人造肌肉，能夠在不同地形上以每秒3釐米的速度移動，也可以被摺疊起來，即使用蒼蠅拍拍打或是被鞋子壓扁，依舊能保持移動能力。

圖片來源：EPFL

這種軟體機器昆蟲為何有這樣的能耐？下面，筆者就來為大家揭曉答案。

軟體機器人

身軀柔軟的動物一直以來都吸引著科學家們的視線，藉由章魚、水母等的生物啟示，軟體機器人也取得了大量進展，它們多具有高柔韌性、運動靈活，能夠適應各種非結構化環境。

但是尺度在釐米到分米的軟體機器人，有兩個主要的限制：（1）由於大多數軟執行機構的低力和低功率密度，它們很少能夠自己攜帶供能部件，而是需要與外部進行連線，使行動範圍受限。（2）由於缺乏完整的反應與動作反饋迴路，軟體機器人無法對環境產生自主感應，使應用範圍變窄。

介電彈性體制動器（DEAs）

介電彈性體制動器（DEAs）是一種靜電活性聚合物，它由一個夾在軟電極之間的彈性體膜製成的。當施加電壓時，軟電極相互吸引，彈性體膜壓縮；當電壓關閉時，薄膜恢復到原來的形狀。

DEAS的動作是透過每秒400次的開關電壓產生的。EPFL的團隊降低了膜厚度，並利用納米制造技術開發出了只有幾個分子厚的柔軟、高導電的電極。

軟體機器昆蟲（DEAnsect）

這種軟體機器昆蟲是因介電彈性體驅動器（DEAs）而得名，透過將DEAs作為一種人工肌肉，藉由DEAs的壓縮和舒張，推動機器昆蟲快速移動。

圖片來源：EPFL

EPFL的團隊共開發有兩個版本的機器昆蟲：第一種是用超薄電線綁紮起來的，其柔韌性高，可以摺疊，用蒼蠅拍拍打，或者被鞋子壓扁，也不會影響它的移動能力；第二種是一個完全無線和自主的無束縛模型，重量不到1克，載有電源和所有電子元件。這種智慧昆蟲配備了一個微控制器，用於大腦和光電二極體作為眼睛，允許它識別黑白模式，使DEAnsect能夠跟隨任何在地面上畫的線。

DEAnsect具體包括一個由DEAs構成的靈活框架及三條“腿”。前腿位於對稱中軸線上，推動軟體機器昆蟲向前移動，左、右腿則控制方向和轉動。透過改變每條腿的驅動頻率，能實現多種動作要求。

圖片來源：EPFL

利用DEAs技術，為成群的軟體機器昆蟲提供了可能。EPFL的團隊也一直在推進一個無約束的、完全軟性的版本，並計劃在昆蟲身上安裝新的感測器和發射器，以便它們能夠彼此直接通訊。

到那時，由機器昆蟲群體執行探測、檢修等任務，將不再是科幻小說的內容，而是一個可期待的未來。