微波是指频率在300兆赫兹—300吉赫兹之间的电磁波。相比于磁场、光、超声和湿度等无线致动方式,微波可无损耗地穿透某些非透明障碍物,例如水泥、陶瓷、塑料等。同时,利用相控阵技术,微波也可实现非机械快速转向与聚焦。
哈工大团队利用角锥喇叭天线发射的频率为2.47吉赫兹、功率为700瓦的微波对机器人进行驱动,并实现了多个驱动器联合运动的定量控制。同时,他们也提出了一种基于导线和形状记忆合金弹簧的伸缩致动器,并基于此设计了一种四足爬行机器人。该机器人长15毫米、重量仅为0.42克,展示了微波致动机器人在小型化、轻量化方面的优势。
他们还利用4组伸缩致动器模拟植物的感性运动,黄色的导线如同植物的花蕊,当微波照射在这些“花蕊”上时,“花朵”的4片花瓣就会打开;当没有微波时,花瓣则会全部闭合,显示了微波在集群驱动方面的优势。
该团队将持续开展微波驱动相关研究,改进微波驱动的频控能力并降低功耗,使相关技术在封闭容器内部器件控制、体内操作微器械开发等方面得到工程应用。