鱼羊 郭一璞 发自 凹非寺

Tribot，史上最小的拥有多种运动能力的机器人，登上了最新一期的Nature。

它的创造灵感来源于蚂蚁，堪称“机械蚁”，就像一个全能运动员一样，能跑，能跨栏，能像体操运动员一样稳稳地翻跟头，还能跳高，弹跳高度足以达到自己的身高的2.5倍。

而且，它只有10g重，巴掌大小，自带所有元器件，无需外接电源。

甚至还实现了社会化，能像蚂蚁一样分工协作，一起完成单个个体做不到的事情。

这究竟是什么神奇机器人？

超级运动员

Tribot具有Y型结构，可以执行行走和弹跳两类动作。

行走，是靠两个腿来“蠕动”一般的往前走：

而弹跳则能爆发出更高的能量，演化出更骚的操作，比如它能“跨栏”：

碰到崎岖路面，可以翻着跟头往前走：

遇到台阶，那就蹦上去：

甚至还有跳高技能，最高能达到自己身高的2.5倍：

如此高超的弹跳力，灵感来源于锯针蚁。

锯针蚁是蚁科下面的一个属，包含73个不同的物种，它们的共同特点是长了一对巨大的下颌骨。

这对下颌骨可以打开，可以合上，能当武器用捕猎用，也能逃生。

当遇到危险时，锯针蚁迅速移动这对下颌骨，就能把自己弹跳出去，远离事发现场。

Tribot就主要模仿了锯针蚁的下颌骨，通过三块折叠在一起的复合材料，制造了三角形的结构，类似锯针蚁的身体和左右两个下颌骨。

扁平的材料由PCB板和聚合物构成，再经过几个折叠，二维结构就变成了三维结构，这样的设计保证了机器人的可扩展性。

需要的元器件可以全都焊接在PCB板上，包括微控制器，距离和通信传感器以及可充电电池等，这样可以实现自带电池，无需外接设备。

对于当前版本的Tribot来说，决定其尺寸的关键因素是电池的容量。虽然整个Tribot只有10g重，巴掌大小，但当前使用的电池（3.7V，40mAh）几乎占PCB表面积的一半，占机器人重量的40%。

PCB板后面则粘了Kapton聚酰亚胺层，这两个层通过粘合剂膜粘合在一起，并要在160℃和90N压力下热压2分钟，形成了柔性铰链，为机械蚁提供柔韧性。

机器人的三条腿由Y型铰链连接，它的“肌肉”则由线性弹簧式形状记忆合金（SMA）执行器构成，这种材料在受热时可以变形，Y型铰链可以通过加热激活“肌肉”来实现腿的开闭，而前面提到的Kapton刚好也是一种隔热材料。

Y型铰链同时也是机器人的“下颌骨”，像锯针蚁那样通过扣压下颚来实现弹跳也要仰仗它。当Y型铰链在三个侧面中的任何一侧被一对伸展的SMA弹簧执行器打开至略高于180°的角度时，它会以一个与压力成比例的变速度按扣进施加压力的一侧。

如果这个过程发生在铰链底部，Tribot就会垂直上跳。如果这个过程发生在铰链两侧，机器人则会做出类似立定跳远的动作，这也是它跨越障碍的主要方式。当然啦，结合两种方式，以翻筋斗的动作来跨越复杂地形对于Tribot也并非难事。

“机械蚁”群能协同

而Tribot的团队协作能力，也堪比它的原型蚂蚁。它们不仅单打独立能力强，还能组队合作。

比如玩推箱子游戏。这两只机械蚁，合力推动了一块它们独自无法撼动的方块：

但这并不单单是他们二蚁的工作，如此统一的步伐，协同的步调，依靠的是旁边的指挥官机械蚁，指挥官设定方块的目的地，协调两名“工蚁”的动作。