它被扔進草叢，或匍匐前進，或旋轉跳躍；它被扔進水里，快速調(diào)整姿態(tài)，化身為魚；它從 108 米高的標志塔頂?shù)袈?，重重地摔在地上，卻在片刻后再次起身蹦跶……何方來的不明生物？湊近一看，它個頭小小的，身長僅 2 厘米，體重僅 2 克，像極了那個生命力頑強的 " 打不死的小強 "。

這群 " 小強 " 來自西湖大學工學院，由機械工程講席教授姜漢卿實驗室 " 培養(yǎng) "，學名叫 " 昆蟲尺度的軟體機器人 "，能在復雜的野外環(huán)境自主爬行、跳躍、游泳——和小強一樣矯健，比小強更堅強。

在自然界，小強的運動技能平平無奇，但在機器人界，要想有個機器人像小強這么靈動小巧，可太難了。目前，大多自主機器人依賴剛性電機，這類系統(tǒng)需要齒輪、軸承等大量復雜的結構零件齒輪，根本塞不進 " 小強 " 的小身板里。而近幾年出現(xiàn)的 " 人工肌肉 " 概念，又往往要靠高壓電、強磁場或激光照射才能動起來，不夠 " 接地氣 "。

姜漢卿實驗室的 " 小強 " 機器人非常輕巧，可以在沒有搭建電場、磁場的環(huán)境中自主運動，還能走出實驗室到戶外環(huán)境自由探索。

這個昆蟲大小的機器人為什么這么能打？在自然界中，昆蟲等小型生物之所以能輕盈穿梭、矯健爬行，靠的正是肌肉的高效率收縮機制，它們小小的肌肉能爆發(fā)出驚人的力量。受肌肉伸縮的啟發(fā)，姜漢卿從力學角度出發(fā)，想到利用彈性力和靜磁吸力的平衡來實現(xiàn)機器人類似肌肉收縮的運動，設計了一個奇妙、精巧的驅(qū)動系統(tǒng)，" 塞進 " 了 " 小強 " 不到 2 厘米的小身板里。

" 驅(qū)動系統(tǒng)分為兩部分，下方是嵌入軟磁鐵的線圈，上方是硬磁鐵，硅膠外殼可以產(chǎn)生彈力。通電后，線圈產(chǎn)生的磁場可以進一步增強軟磁鐵和硬磁鐵之間的靜磁吸力，同時引入洛倫茲力，實現(xiàn)對吸力的動態(tài)調(diào)控。" 姜漢教授介紹，這一 " 磁吸 + 彈性 " 的巧妙結合，讓 " 小強 " 可以在低電壓（

這就是最近姜漢卿實驗室提出的全新電磁彈性體驅(qū)動機制（Elasto-Electromagnetic Mechanism, 簡稱 EEM），這一機制有效突破了柔性與微型系統(tǒng)中傳統(tǒng)驅(qū)動方式的性能瓶頸，在高輸出力、大形變與低電壓驅(qū)動之間實現(xiàn)了有機統(tǒng)一，也讓昆蟲尺度的軟體機器人能夠在復雜戶外環(huán)境中實現(xiàn)完全自主運動。正是這一機制，讓 " 小強 " 雖無肌肉卻勝似有肌肉，小小的身體藏著大大的能量。

姜漢教授介紹，" 小強 " 的生命力非常強大且能耗低，只有 56 毫瓦，跟小 LED 燈差不多。更妙的是，" 小強 " 的驅(qū)動系統(tǒng)可被設計為 " 雙穩(wěn)態(tài) " 甚至 " 三穩(wěn)態(tài) "，即在驅(qū)動至目標狀態(tài)后無需持續(xù)供電即可穩(wěn)定保持，大幅提升了能效。

那么，這么厲害的 " 小強 " 機器人，在未來社會生活中有什么用呢？姜漢卿實驗室里的幾種不同的 " 小強 " 機器人，各有所長、各司其職。蠕動式爬行機器人，從 30 米的高空甚至 108 米高空自由落體后還能毫發(fā)無損地繼續(xù)匍匐前進，極限抗沖擊的能力令它非常適合在廢墟、瓦礫、狹小縫隙中執(zhí)行搜救任務。未來，在地震等重大自然災害發(fā)生后，它可以被無人機從空中投放，快速滲透進入廢墟深處，尋找被困人員位置并發(fā)出信號，成為生命搜救的 " 先鋒兵 "。

自驅(qū)動游泳機器人，能在自然水體中自主游動超過一小時，未來，可以派小巧靈活的它檢測水下環(huán)境或監(jiān)測污染。

而自驅(qū)動跳躍機器人則可能是目前已知最小的完全自主跳躍軟體機器人，有望在復雜地形上感知環(huán)境、自主移動、躲進縫隙等。

" 未來還希望‘小強’實現(xiàn)兩棲運動和 3D 跨障礙運動，成為人類執(zhí)行一系列科學任務的得力助手。" 姜漢卿表示，或許在不久的將來，當災難發(fā)生時，第一批抵達現(xiàn)場的 " 生命使者 "，就是這些蹦蹦跳跳、從天而降的 " 機器小強 " 們。