小型厘米级机器人行业分析 - 小型厘米级机器人可在工业设施、天然洞穴、灾难废墟等狭小缝隙自由穿行，执行大型机器人难以触及的检查和探索任务 [1] - 使用更廉价材料且用量少，在大规模部署时展现出经济高效特性 [1] - 正在机器人领域逐渐崭露头角 [1] 技术挑战与突破 - 小型机器人面临硬件限制挑战，缺乏足够感知、驱动和控制资源，难以提供主动动态稳定性 [3] - 执行器数量、功率密度和精度限制导致稳定性和机动性不足 [3] - 非平坦地形上移动效率低，应用范围受限 [3] - 卡内基梅隆大学推出全球最小独立式双足步行机器人Zippy，身高仅3.6厘米 [4] - Zippy采用准被动双足步行设计，基于被动动态步行器（PDW）原理实现周期性行走循环 [4] Zippy机器人性能特点 - 最快前进速度达25厘米/秒，相当于每秒10个腿长，与4.1Cassie保持的每秒腿长记录相当 [5] - 具备转弯、跳跃和上台阶能力，最小可实现4.8cm曲率半径急转弯 [5][21] - 成功跨越2mm台阶（腿长8%）并稳定下行3mm台阶（腿长12%） [23] - 在随机棱柱地形中平均速度达16.7cm/s且未倾倒 [23] - 全速运行可持续工作54分钟，能源效率指标CoT最低值为11.2 [25] 设计与制造创新 - 基于全球首个单驱双足机器人Mugatu的五条设计规则开发 [8] - 采用3D打印技术制造刚性身体部件，简化结构并降低成本 [10] - 椭圆形脚部设计降低矢状面曲率，提升稳定性 [12] - 开环控制策略结合物理硬限位装置，严格限制运动范围 [15] - 跳跃步态设计增加摆动腿间隙，提升推进效率 [20] 未来发展方向 - 计划集成IMU实现闭环反馈控制，提高转弯稳定性和抗干扰能力 [27] - 拟通过微控制器摄像头附件实现视觉导航和离线路径规划 [27] - 多个Zippy机器人可协同组成蜂群，在狭窄或危险环境执行任务 [27] - 当前局限性包括缺乏传感器反馈控制，难以应对更大障碍物 [26]