形似“小强”的昆虫尺度的软体机器人。课题组供图

本报讯（记者温才妃）它被扔进草丛，或匍匐前进，或旋转跳跃；它被扔进水里，可快速调整姿态，化身为鱼；它从108米高的标志塔顶掉落，重重地摔在地上，却在片刻后再次起身蹦跶……它个头小小的，身长仅2厘米，体重仅2克，像极了生命力顽强，却令许多人皱眉的打不死的“小强”。

这群“小强”出自西湖大学工学院机械工程讲席教授姜汉卿实验室。它们名叫“昆虫尺度的软体机器人”，能在复杂的野外环境中自主爬行、跳跃、游泳——和“小强”一样矫健，比“小强”更坚强。

姜汉卿告诉记者，目前大部分自主机器人依赖刚性电机，这类系统需要齿轮、轴承等大量复杂的结构零件齿轮，根本塞不进“小强”的小身板里。受肌肉伸缩的启发，他从力学角度出发，想到利用弹性力和静磁吸力的平衡来实现机器人类似肌肉收缩的运动，设计了一个奇妙、精巧的驱动系统，并将其塞进了“小强”不到2厘米的小身板里。

驱动系统分为两部分，下方是嵌入软磁铁的线圈，上方是硬磁铁，硅胶外壳可以产生弹力。通电后，线圈产生的磁场可以进一步增强软磁铁和硬磁铁之间的静磁吸力，同时引入洛伦兹力，实现对吸力的动态调控。这一“磁吸+弹性”的巧妙结合，让“小强”在低于4伏的电压下具备高达 210牛/千克的输出力和60%的变形率，远超传统技术水平。

这就是最近姜汉卿实验室提出的全新电磁弹性体驱动机制，这一机制让昆虫尺度的软体机器人能够在复杂户外环境中实现完全自主运动。

比如，蠕动式爬行机器人，从30米的高空甚至108米高空自由落体后还能毫发无损地继续匍匐前进。在地震等重大自然灾害发生后，它可以被无人机从空中投放，快速进入废墟深处，寻找被困人员位置并发出信号，成为生命搜救的“先锋兵”。自驱动游泳机器人，能在自然水体中自主游动超过一小时，可以用小巧灵活的它检测水下环境或监测污染。而自驱动跳跃机器人则可能是目前已知最小的完全自主跳跃软体机器人，有望实现在复杂地形上感知环境、自主移动、躲进缝隙等。

姜汉卿表示，未来希望“小强”实现两栖运动和3D跨障碍运动，成为人类执行一系列科学任务的得力助手。