它只有1.2克重，比一枚一元硬币还轻，却能在草地狂奔、沙地穿行、石堆攀爬，甚至背着1.4克重物钻过L形弯道，还能下水游泳。

这不是科幻道具，而是国防科技大学团队刚刚登上《Nature》子刊《Microsystems & Nanoengineering》的全新作品——PLioBot，一款并联腿昆虫级折纸机器人。

PLioBot最狠的地方，不是它跑得快。虽然它确实快得离谱，每秒能飙44.6厘米，相当于每秒狂奔17.8倍身长。按这个比例，博尔特得跑出每小时300公里才能跟上。

真正让人眼前一亮的，是它居然是用一张“纸”折出来的。

01.

不是组装，是“长”出来的机器人

做微型机器人，最难的不是设计，而是制造。要在厘米级的尺寸里塞进去驱动器、传动机构、腿、关节，还得保证它们能协同工作，传统做法是分别造好各个零件，然后在显微镜下手工组装。工序复杂、对准困难，精度全靠手感。

哈佛的HAMR系列、科罗拉多大学的CLARI，都是这么造出来的。但问题是，这种方式很难规模化，也难保证一致性。

国防科大团队这次换了个思路，把所有东西都集成在一起，一次成型，然后折起来。他们用五层复合材料，把机器人的所有部件都压在一起：

压电陶瓷：驱动，相当于肌肉；

碳纤维预浸料：结构，纵向横向交叉铺层，相当于骨骼；

聚酰亚胺薄膜：柔性铰链，厚度0.025毫米，相当于关节。

飞秒激光切出精密槽口，包括驱动器位置、结构轮廓，连78个柔性铰链的位置，然后层压、加热固化，最后从材料上“撕”下一张完整的二维折纸机构。沿着折痕翻折、固定，一个三维机器人就这样成型。

整个过程零组装、零对准。论文里专门算了自由度。从初始的81个运动连杆、71个自由度，一路折到最后只剩32个连杆、8个自由度，刚好够用，不多不少。

这是首次在昆虫级压电机器人中实现驱动-结构一体化集成制造。

02.

最快跑44.6 cm/s，怎么做到的？

PLioBot的四条腿是并联腿结构，每条腿两个自由度，由两个独立的压电陶瓷驱动。通过调节相位差，足端可以画出椭圆轨迹。四条腿配合，走出小跑步态。

测试显示，当驱动频率怼到60Hz、相位差100°时，机器人进入共振状态，速度飙到44.6 cm/s，相当于每秒17.8倍身长。

对比一下现有成果：哈佛HAMR-Fast可跑10.1倍身长/秒，科罗拉多大学CLARI达到0.88倍身长/秒，而PLioBot是HAMR的1.77倍，是CLARI的20倍。

而且它不是只会傻跑，换个驱动信号，立马后退、左转、右转，指哪打哪。

有意思的是，当60Hz高速运动时，起跑瞬间会有角度偏差，往先动的那条腿方向偏。团队解释，这是高频启停冲击大、没有闭环控制导致的。不过，这也恰恰说明，PLioBot的动力输出足够强劲，足以在启动瞬间扰动机身姿态。

03.

不挑地形，能跑能游还能钻

光跑得快不够，能在复杂环境里完成任务才是真功夫。

PLioBot尺寸紧凑，能钻进最小2.5厘米宽的缝隙。由于采用了背负式驱动器布局，驱动器和结构都装在顶部，底盘高度和通过性得到了极大提升，在狭窄空间里不容易被卡住。

团队先测试了它在不同粗糙度表面上的表现。玻璃、亚克力、海绵。表面越光滑，打滑越严重，速度越慢。

接着是爬坡测试。3°、6°、9°、12°，速度逐级下降。12°是极限，再高就翻车。

真正考验的是隧道和L形弯道。PLioBot钻进16厘米长、3厘米宽的隧道，背上驮着1.4克载荷，以8.56 cm/s（3.42倍身长/秒）的速度顺利通过。

面对L形弯道，同样背着1.4克负载，PLioBot先小跑步态进入，到拐弯处无缝切换成快步态，丝滑过弯。

更绝的是，它能换“鞋”下水，团队配了两种可更换脚垫。

半球形脚垫：点接触，适合不平整地形。碎石路（直径3-5毫米）、鹅卵石路（5-10毫米）都能爬。腿部结构会随着地面起伏自适应变形，不会翻车。

鳍状肢：下水专用。7厘米水深，沿鱼缸底部爬行速度1.93 cm/s；绑上泡沫还能在水面划水。

最深度的测试是沙地+10°斜坡+浅水无缝过渡，在沙地易陷、斜坡易滑、浅水易飘的境况下，PLioBot三种地形一次性通过。

04.

还不是完全体

PLioBot目前还拖着电线。因为需要200V高压驱动，现有的微型电池和升压电路还没集成上去。团队下一步要搞的就是微型高压集成电路，把这1.2克的小家伙彻底解放。

到那时候，它才能真正钻进废墟、爬进管道、潜入水下，去人类进不去的犄角旮旯干活。

论文里有一组“速度-负载曲线”专门为这一步铺路。0.8克以下缓降，0.8-1.2克陡降，1.2-1.7克平台期，1.7克以上线性下降。这条曲线告诉团队，如果想做无线版本，电路加电池必须控制在0.8克以内才能保住速度。

对于这项技术本身，团队给出了一个更宏观的判断：PLioBot的配置设计、制造工艺和折纸成型方法，可以沿用到其他昆虫级机器人上。

换句话说，这套打法是可以复制的。以后设计微型机器人，图纸画好、激光一切、一折一粘完事。折纸+压电+一体化制造，这可能是昆虫级机器人的一个新方向。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41378-026-01205-4