不对称性带来的奇特运动，让微型机器人像昆虫一样灵活控制

昆虫尺度机器人能在狭窄空间探测、城市灾难救援等复杂环境中执行任务，但其设计需平衡结构简单性与功能多样性，这仍是一大挑战。传统方法常依赖多驱动器或复杂算法，导致重量增加、控制复杂，难以小型化。

本文开发了一种新型昆虫尺度机器人，仅由单个电磁驱动器驱动，核心在于将几何不对称（前后腿倾斜0.86°）和质量不对称（前端质量大于后端）整合到可变形六边形框架中。这种不对称设计诱导出非线性动态行为，通过调节激励频率、驱动 force、摩擦系数和质心位置等参数，机器人可实现多种复杂动作：高频时朝质心方向移动，低频时反向移动；还能主动翻转、横向移动、转弯等。

为优化设计，研究建立了非线性动力学模型，揭示运动行为与输入参数的关系。 tethered 原型机（重约810mg）展现出优异的地形适应性：以翻转姿态在0.1-2mm粒度的沙地上移动，速度达7 BL/s；以横向姿态穿越宽10mm、含障碍物的窄管；从1200mm高度（100倍体长）坠落仍能安全着陆并恢复运动。

此外，研究构建了 untethered 原型机，集成微型电路板（含电池、MCU、蓝牙模块），通过无线控制激励频率实现户外环境下的前进、后退、转弯、爬坡和沙地穿行。该机器人制造成本低（untethered 原型约5.3美元）、组装快（约10分钟），为微型机器人在复杂环境中的实用化提供了新策略。