果蝇、蜜蜂和蚊子等小型飞行昆虫能够在狭窄空间内灵活穿梭，而许多传统飞行机器人在撞击表面或物体时往往面临坠毁、受损甚至彻底损坏的风险。针对这一痛点，加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）与加利福尼亚大学戴维斯分校（UC Davis）的研究团队联合开发了一款新型微型机器人。
该研究成果发表于《科学机器人》（Science Robotics）杂志。这款新机器人旨在探索其他机器人或人类难以进入的区域，其核心突破在于极高的弹性与抗冲击能力。
“我们的实验室多年来致力于软体机器人的开发。我们受到飞行昆虫如何在碰撞及其他物理干扰中生存的启发。”该论文的高级作者 Qibing Pei 表示，“许多昆虫大小的机器人依赖脆弱的部件，这限制了它们在实验室环境之外的操作能力。我们发现可以利用电感应的聚合物材料，构建更简单且更具弹性的设计。”
柔性微型昆虫机器人的技术原理
研究团队的目标是制造一种高弹性的微型飞行器，确保其能产生足够的升力从地面起飞。这款机器人完全由聚合物制成——这是一种由长链分子连接而成的材料。其整机重量仅为 185 毫克，机身内部集成了电动柔软的“肌肉”以及灵活的圆形翅膀。
加州大学洛杉矶分校博士后研究员、论文第一作者朱指出：“翅膀的‘肌肉’由轻松铁电聚合物薄膜构成。电场引起的材料膨胀（即电阻效应）巨大且可逆，我们可以利用薄膜的运动提供强大的拍打动作和极快的反应速度。”
另一位共同第一作者、加州大学洛杉矶分校博士后研究员汉翔武解释道：“基于聚合物的肌肉快速弯曲并直接挥舞翅膀，无需单独的机械传动装置。”
在空气动力学方面，不对称的几何形状结合每次飞翼动作中的部分翼变形，使翅膀能够产生向上的升力。同时，材料的灵活性允许其在接触障碍物时发生变形，且不易破裂，从而在撞击时保持弹性。
目前，该机器人通过外部电线接收电力。研究人员进行了一系列测试，评估其在无人辅助下的起飞能力、承受重负荷的压力表现、碰撞后的飞行恢复情况，并测量了其平均上升速度。
测试数据显示，该机器人可以产生相当于自身重量 3 倍的提升力，实现无助起飞，并以每秒 40 厘米（约 16 英寸）的平均速度上升。此外，机器人即使在被飞击或被约重达自身 11,000 倍的物质压倒后，仍能恢复飞行。
后续改进与应用前景
初步测试表明，这款以昆虫为灵感的新机器人具有极高的弹性。这种弹性、灵活性及飞行能力使其成为各类现实应用的潜在平台。
“我们的机器人可以产生高达自身重量三倍的提升力。”研究团队强调，“这体现了机械智能的概念：即在材料和结构中构建有用的反应，例如被动调整翅膀形状以产生升力、在接触下变形随后恢复。这种方法有助于微型飞行机器人抵御在实验室外遇到的不可预测相互作用。”
这项最新研究推动了开发更具韧性飞行机器人的持续努力。接下来，团队计划扩大和改进机器人的能力。
作者的下一个优先事项包括改善飞行控制功能（如转向和降落），以及增加有效载荷能力。此外，他们希望研制出拥有内置动力源、控制电子元件和传感器的自主机器人。
长远来看，研究团队有兴趣在环境监测、农业授粉和搜救等特定应用中测试该机器人。尽管这需要进一步的技术发展，但机器人展现出的弹性被视为其在真实环境中可靠运行的重要一步。特别是在人类无法到达的区域，其碰撞后恢复飞行的能力对于完成搜救任务至关重要，因为操作人员可能无法手动回收受损设备。
参考文献：
Zhu et al., Takeoff of a fully polymeric micro aerial robotic insect, Science Robotics (2026). DOI: 10.1126/scirobotics.aed8148.
