在自然界中，蟑螂可以在水下存活長達30分鐘。現(xiàn)在，機器人蟑螂可以做得更好。哈佛的Ambulatory Microrobot，被稱為HAMR，可以在陸地上行走，在水面上游泳，并在必要時在水下行走，為這個小機器人開辟新的環(huán)境進行探索。

下一代HAMR使用多功能腳墊，當HAMR需要游泳時，它依賴于表面張力和表面張力引起的浮力，但當HAMR需要下沉時也可以施加電壓來破壞水面。該過程稱為電潤濕，其是在施加的電壓下材料與水表面之間的接觸角的減小。接觸角的這種變化使物體更容易破壞水面。

在水面上移動允許微型機器人逃避淹沒的障礙物并減少阻力。使用四對不對稱襟翼和定制設計的游泳步態(tài)，HAMR機載槳在水面上游泳。受到潛水甲蟲步態(tài)的啟發(fā)，研究人員利用機器人被動襟翼與周圍水之間的不穩(wěn)定相互作用，有效地向前游動和轉向。

“這項研究表明，微型機器人可以利用小規(guī)模物理 - 在這種情況下是表面張力 - 來執(zhí)行對大型機器人具有挑戰(zhàn)性的功能和能力，”哈佛John A.博士后研究員Kevin Chen博士說。保爾森工程與應用科學學院(SEAS)和該論文的第一作者。

HAMR的規(guī)模是其表現(xiàn)的關鍵，”SEAS的研究生，該論文的共同作者Neel Doshi說。“如果它更大，那么支持具有表面張力的機器人將是具有挑戰(zhàn)性的，如果它更小，機器人將需要更多的力來打破它。”

HAMR重1.65克(大約和一個大的回形針一樣多)，可以攜帶1.44克的額外有效載荷而不會下沉，并且可以以高達10赫茲的頻率劃槳它的腿。它涂在Parylene上，以防止它在水下短路。

一旦低于水面，HAMR使用相同的步態(tài)，就像在干地上行走一樣，并且同樣具有移動性。然而，離開水面是一項巨大的挑戰(zhàn)。水的表面張力是HAMR重量的兩倍，感應扭矩會導致機器人后腿摩擦力的急劇增加。研究人員加強了機器人的傳動，并在機器人的前腿上安裝了軟墊，以增加有效載荷，并在攀爬過程中重新分配摩擦力。最后，沿著適度的斜坡行走，機器人能夠突破水的狀態(tài)。

一旦低于水面，HAMR使用相同的步態(tài)，就像在干地上行走一樣，并且同樣具有移動性。然而，離開水面是一項巨大的挑戰(zhàn)。水的表面張力是HAMR重量的兩倍，感應扭矩會導致機器人后腿摩擦力的急劇增加。研究人員加強了機器人的傳動，并在機器人的前腿上安裝了軟墊，以增加有效載荷，并在攀爬過程中重新分配摩擦力。最后，沿著適度的斜坡行走，機器人能夠突破水的狀態(tài)。