小心！前方有小蟲在爬！看它的表面堅硬光滑，也不像是毛毛蟲，軀幹和四肢方方正正，估計也不是草履蟲。身體前方的頭部還長着一對觸角，莫非是用來接收外來信號的入侵生物。你都猜錯了，這其實是最新研製成功的機器人。
這就是剛剛登上《科學》雜誌機器人子刊封面的明星機器人：南加大團隊帶來的RoBeetle。值得驕傲的是，論文第一作者來自華中科大校友楊秀峯，華人科研工作者對於機器人的研究和發明也起起到了關鍵的作用。
傳統的機器人要麼和人差不多大，最小的體積也有貓貓狗狗的體型。畢竟要有空間放下最基本的電源和動力控制系統。今天極果君要介紹的這款機器人，只有甲殼蟲一般的體型，和你的指甲蓋大小差不多。最吊的地方在於，它不用電池! 那麼黑科技肯定少不了。
先來看看這隻名叫RoBeetle的甲殼蟲的整體結構，後腿是固定不動的，僅僅起到支撐的作用，全靠前腿拖行，頭部的下方是用於活動的前腿、上方是用於載貨的支架，整個淺綠色的身體部分，都是用於儲存甲醇燃料。上方帶有刻度的橫條是提供動力的記憶合金，通過傳動與前腿連接。
説到這隻甲殼蟲型機器人的核心部分：能量來源，之所以用甲醇。因為它比傳統電池的能量密度高10倍。
一千克的甲醇能提供2萬千焦的能量。由於要在這麼小的機身內提供能量，電池自然是用不了了。其實自然界能量密度最高的物質要數動物脂肪，能量密度相當於電池的20倍。
甲醇對於大家可能有些陌生，與它類似的乙醇肯定都很熟悉。同樣作為醇類，燃燒自然能釋放熱能，然而在狹小的空間內可不能這麼做。“甲殼蟲”所採用的是通過催化劑實現其氧化過程，變化過程和燃燒一樣，只是反應需要附着在鉑金(Pt)表面來進行。
甲醇反應能帶來熱量，那麼怎麼轉化為機器人前進的機械能呢？最核心的黑科技來了——鈦合鎳記憶合金。這種合金通常被做成具有彈性的記憶材料。
這條直徑只有51微米的金屬材料，能在受熱時伸長，然後接着收縮。一來一回就讓甲殼蟲的“前腿”動了起來。當然這只是基礎原理，實際的實現過程還要依賴精密的機械設計。
説完了構造和原理，那麼極果君接着聊聊RoBeetle作為這個尺寸的機器人到底有多強。首先在室內外都可以工作，續航時間長達2小時，最大負重為自身重量的2.6倍。不過不能轉向。另外這個憨憨一旦開始就無法停下來，只能義無反顧地爬，直到燃料耗盡。
不只是平地，它也能在粗糙的表面前行，經測試表面，短毛地毯、沙石路面都可以，碎石子和樹葉混合組成的模擬叢林環境也走得動，真的太強了。而且能爬升的最大坡度達到10度。坡度再大地話就得滑下來了，看來比起能上樹的猴子還是有些嫩。
除了單獨爬行，它前方的支架還能負重。RoBeetle自重有88毫克，能搭載各種傳感器來替代人類進入狹小空間執行任務，比如熱感儀，攝像頭，光感設備等。極果君表示宿管老師要是有了這個，可以方便地用來檢查晚上哪個寢室裏燈還亮着，畢竟它能輕易地從門縫溜進去。
其實在世界範圍內，包括哈佛大學在內的很多高校和科研機構對於微型機器人的研究已經開始了很多年，RoBeetle這次受到的極大關注，很大程度來自於它在體積上實現了突破。接下來極果君也介紹一下其他的一些“小不點”機器人。
這款雙翼像透明的蝴蝶翅膀一樣的機器人叫做DelflyMicro, 由荷蘭代爾夫特理工大學研發，採用了撲翼的鳥類仿生設計，相比與地面行走的，這算得上機器人中的無人機了，重量也僅為18g。身形雖然小，不過包含了3D視覺系統和陀螺儀，能自動避障，續航時間約9分鐘。
瑞士聯邦理工學院帶來的作品叫Tribot，這是一隻類尺蠖(Huo、四聲）機器人，類似跳蚤，它除了能爬行，還能跳躍，彈跳高度最高有自己身高的7倍。與RoBeetle相同點在於同樣採用了鈦鎳合金記憶金屬，作為提供彈跳的彈簧結構。
説完了天下飛的，地上爬的，自然少不了能在水裏遊的。這款叫做Water Strider的機器人由南首爾大學和哈佛大學聯合研製。身長只有2釐米，不過腿長5釐米。名副其實的大長腿不僅能彈跳、還能自我摺疊。腿部的末端還具有疏水塗層。
Starfish Bots是約翰霍普金斯大學開發的海星機器人，體積小至1立方毫米，和硬幣放在一起也毫無存在感，除非把注意力集中在硬幣邊緣。它的六個觸手由具有磁性的鎳金屬製成，特性在於能檢測所處環境的温度和pH值。
這款最不像昆蟲的機器人叫做SRI Bots，是斯坦福大學發明的磁體機器人，由具有磁性的本體和用於實現操作功能的觸手組成，本身不帶由電池，而是由磁場控制來驅動，專門用於微自動化製造行業中的精準操控。
科研人員投入了巨大成本研發了那麼多種奇形怪狀的機器人，它們到底對於現實行業有什麼作用呢？極果君就來聊聊這些機器人是怎麼做到“以小博大”，憑一己之力改變未來的。
用途廣泛能救命最主要的，也是實踐最廣泛的就是用於檢修設備。大到工廠車間，各種管道和大型裝備；小到家用電器，比如你的電視機或者家庭下水道。
微型機器人總能替代人進入這些狹小空間確認故障位置，指引人進行高效的排查和維修。更重要的是在有毒物質環境中，能無所畏懼地執行任務。
另一個重要的運用領域就是醫療。其實目前已經有機器人蔘與了外科手術的執行。包括大家熟知的近視治療手術，很大程度也依賴於預先設置好的機器來執行。
對於血管級別的微觀手術，更是需要機器來進行精準的操控。另外機器不像人類外科醫生會因為體能、情緒而影響工作狀態。
醫學方面的另一個場景則是深入人體內部的治療。比如通過口腔，途經食道進入胃部進行手術；或者直接以注射的方式進入血管，再運動到人體指定部位進行殺菌等操作。如果未來能實現這樣的操作，對於整個人類健康都是巨大的突破。
從微觀到宏觀。民航客機和航天飛機上同樣用得上微型機器人。比如到機翼上除冰這樣的操作，本來冰塊就加重了飛機的負載，用一個體型和重量巨大的機器人更加不可能。
至於維修航天飛機或者空間站，看過科幻電影的都知道宇航員在那種環境下工作有多危險。或許未來，由一隻小小的機器人就能輕而易舉地化解危機。
