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哈佛大学的RoboBee项目多年来一直在微型机器人技术领域处于领先地位。随着技术的进步，微型机器人不仅可以实现飞行、游泳、悬停等功能，还能摆脱原有的束缚。最近的一项进展中，RoboBee成为了首款利用柔性执行器（模拟天然肌肉运动的装置）实现可控飞行的微型机器人。

柔性执行器的一个重要优势是增强了机器人的弹性。由于重量轻，RoboBee已经具备了这一特性。这种柔软的肌肉结构有助于保护机器人在撞击墙壁、掉落或与其他RoboBee碰撞时免受损害。

然而，挑战在于如何使柔性执行器足够强大，既能支持飞行，又能为微型机器人提供足够的控制，使其能够稳定悬停。哈佛大学开发的柔性执行器技术被认为是实现这些突破的关键。

这项新成果是由哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）和威斯生物启发工程研究所的研究人员共同完成的。研究人员利用100毫克的弹性体材料，基于现有的电柔性执行器技术，这些材料在电场作用下会发生形变。通过增加电极的电导率，研究人员实现了与传统刚性执行器相当的性能，达到了600瓦/千克的功率密度。

此外，研究团队还提升了机器人的稳定性，设计了一个轻便的机身，并在微型机器人上安装了线材，以防止执行器弯曲。此前，柔性天然肌肉无法达到这样的效果。

研究团队展示了这项技术在双翼和四翼RoboBee上的应用。双翼版本可以从地面起飞，而配备两个柔性执行器的四翼模型能够在复杂环境中持续飞行，即使遭遇多次碰撞。他们还展示了两个四翼模型的飞行情况，证明它们在相互碰撞后仍能继续飞行。同时，他们还制造了配备了八个执行器的模型。

目前，这些带有柔性执行器的RoboBee在飞行过程中需要外部电源供应，并通过外部运动捕捉系统进行导航。研究人员期望未来这种技术能在搜索和救援任务中得到应用，使机器人能够进入瓦砾和狭小空间。

研究人员指出，柔性执行器便于组装和更换，但下一步的挑战是提高其效率。如果能够解决这个问题，根据高级研究员罗伯特·伍德的说法，“天空将是微型机器人制造的极限”。不过，还需要解决另一个难题，即摆脱系绳的限制。

该研究成果《柔性天然肌肉驱动的微型机器人可控飞行》已在《自然》杂志上发表。