受到昆虫肌肉结构启发的微观机电设备正在改造微型机器人，提高它们的动力、精度、灵活性和尺寸。
微型机器人的尺寸从几毫米到几微米不等，有广泛的应用，从自然灾害中的搜索和救援行动，到成像和外科手术的医疗工具。
然而，小型化机器人的主要挑战之一是缩小传统电磁执行器的问题，该执行器将电能转化为机械能和运动。
由中国深圳南方科技大学机械与能源工程系副教授王洪强领导的研究团队一直在研究静电执行器作为具有柔性身体的所谓软机器人的一种有前途的替代方案。
自然的灵感
“我们的灵感来自于动物肌肉产生运动的本质，”王说，他解释说昆虫的肌肉有相对较高的强度，抗压力的稳健性和很高的精确度。他的团队受到这些特性的启发，设计了灵活、可控、强大和可扩展的静电执行器。它们利用两个相反的带电电极之间的静电力来移动薄膜。
研究人员正在测试毫米级的静电执行器，灵感来自昆虫肌肉的空间排列，以代替软机器人中的传统电磁执行器。类似于生物肌肉，这些执行器有一个由微尺度电极、电极阵列和毫米堆叠层组成的分层结构。
包括蚱蜢在内的昆虫的肢体肌肉紧凑而有力，这启发了王洪强等研究人员的工作。信贷:盖蒂
王洪强带着静电执行器片图片来源:南方科技大学
因为这些肌肉像真正的昆虫肌肉一样完全可调节，它们可以被设计用于广泛的操作和运动任务，并且已经在原型中找到了应用，超薄和灵活的攀爬机器人，如蚯蚓状的微型爬行机器人，和基于蠕动(肠道运动)的微型医疗机器人1．
这种外形酷似蚯蚓的机器人可用于在自然灾害中倒塌的建筑物下进行搜救行动时捕捉图像。它足够薄和灵活，可以通过直径只有5毫米的狭窄管道，也足够坚固，以避免损坏或压碎。
手术机器人需要紧凑的驱动器，使它们足够小，可以在人体内移动。受肠道平滑肌的启发，附着在机器人内窥镜远端的薄而灵活的驱动器可以容纳手术刀或注射器，用于微创手术。
提高性能
这些原型机器人展示了毫米级静电膜执行器的许多潜在应用，为更紧凑、更轻、更强大和更灵活的微型机器人铺平了道路。
王说他的研究高度依赖于其他学科的同事的支持，如物理学和材料科学。例如，为了设计毫米级的柔性驱动器，该团队必须开发新的、更柔软的材料，具有类似天然肌肉组织的特性。
展望未来，王希望静电执行器能像电磁执行器一样有很多潜在的应用，电磁执行器已经被广泛使用。他说，寻找静电执行器材料、设计和可控性方面的改进将是关键。