微型机器人可深入大型设备难以抵达的狭小空间，例如地震后进入坍塌建筑物内部搜救幸存者。然而这些微型机器人在废墟中行进时会面临显著挑战：既难以攀越较高的障碍物，又容易在倾斜表面发生打滑。虽然飞行机器人可以规避这些障碍，但其飞行所需的高能耗将严重限制其作业半径——往往未深入废墟多远就必须返航充电。

为了融合爬行及飞行两种运动方式的优势，MIT的研究人员最新开发出了一款弹跳机器人，该机器人不仅能够越过高大的障碍物，还能在倾斜或不平整的表面上跳跃，且其能耗远低于飞行机器人。相关研究成果于2025年4月9日发表在Science Advances上。

跳跃在昆虫世界中极为常见，如跳蚤跳到新宿主身上、蚱蜢在草地上蹦跶。然而，在昆虫尺寸级别的机器人领域，跳跃行为并不常见，大多数机器人通常采用飞行或爬行的运动方式。实际上，跳跃在能源效率方面具有显著的优势。机器人跃起时，源自于离地高度的势能转化为下落时的动能；当其接触地面时，动能又回转为势能，继而在再次起跳时转化为动能，如此循环往复。

MIT研制的这款弹跳机器人的尺寸还没有人类的拇指大，重量不足一枚回形针。该机器人具有一条由压缩弹簧制成的弹性腿，其结构类似按动笔上的弹簧，以及四个由柔性致动器（坚固耐用，能够承受与地面的反复碰撞而不受损）提供动力的扑翼装置，用于调整自身姿态。该机器人能够跃起约20 cm，相当于其自身高度的4倍，横向移动速度约为30 cm/s，能够轻松越过冰面、湿滑及不平整的土壤表面，甚至可跳到悬停的无人机之上。

该机器人卓越性能的核心在于其快速姿态控制系统，该系统能实时确定最佳起跳方位，通过外部运动追踪系统进行环境感知，再经由观测算法解析传感器数据，最终计算出精确的控制指令。当该机器人跳跃时，会沿着弹道轨迹飞行，在空中划出弧线。在该轨迹的最高点，它会估算自身着陆位置。随后，根据其目标着陆点，控制器会计算出下一次跳跃所需的起飞速度。飞行过程中，机器人通过拍打翅膀调整自身姿态，使其以正确的角度和轴向着地，从而沿预定方向和适当速度完成运动。

研究人员在多种地形上（包括草地、冰面、湿滑玻璃和不平整土壤）对该跳跃机器人及其控制机制进行了测试，所有测试表面机器人均能顺利通过，甚至还能在动态倾斜表面上实现稳定跳跃。由于控制器具备多地形适应能力，机器人还可在不同表面间平稳切换，无需额外调整。

得益于其轻量化结构、卓越的耐用性以及弹跳运动的高能效特性，这款机器人在相同尺寸下可搭载的有效载荷可达其他飞行机器人的10倍，而其能耗却比其他飞行机器人低约60%。这一突破性进展为其开辟了广阔的应用前景。

https://techxplore.com/news/2025-04-insect-sized-robot-traverse-terrains.html

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu4474

Hsiao YH, Bai SN, Guan, ZT, et al. Hybrid locomotion at the insect scale: Combined flying and jumping for enhanced efficiency and versatility[J]. Science Advances, 2025, 11(15). DOI: 10.1126/sciadv.adu4474.

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