當(dāng)Chen Li還在加州伯克利分校的Poly-Pedal實(shí)驗(yàn)室和 Biomimetic Millisystems 實(shí)驗(yàn)室做研究員時，這兩個實(shí)驗(yàn)室都在研發(fā)具備多飛行功能的機(jī)器人，為此他們參照了蟑螂的生理結(jié)構(gòu)，為這些飛行機(jī)器人設(shè)計(jì)了用于穿越障礙物的外殼。隨著 Chen Li 畢業(yè)，這種設(shè)計(jì)方式開始被帶到了更多地方，比如他畢業(yè)后所去的約翰霍普金斯大學(xué)。在那里，他擁有自己的實(shí)驗(yàn)室 Terradynamics。

　　在2016年的 IROS 上，Chen Li 發(fā)表了自己的一篇論文，闡述要如何使用新的方法設(shè)計(jì)一款“帶腳又帶殼”的飛行機(jī)器人——基于動態(tài)自適應(yīng)原理，參照昆蟲的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出可以自己翻轉(zhuǎn)的飛行機(jī)器人。

　　之所以采用這種設(shè)計(jì)方式，是因?yàn)閮H僅具備類似蟑螂外殼設(shè)計(jì)的機(jī)器人并不能很好地做到獨(dú)立進(jìn)行翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，如果在飛行過程中它們不小心被翻轉(zhuǎn)過來，就會無法動彈。真正的蟑螂并不存在這個問題，因?yàn)樗麄兡軌蚴褂米约旱某岚蛑匦芦@得平衡。為此，李教授將機(jī)器人的殼體設(shè)計(jì)成了兩瓣，并在其中加入一些促動器，從而設(shè)計(jì)出具備相同能力的“蟑螂機(jī)器人”。

　　為了讓飛行更有效率，這款蟑螂機(jī)器人的翅膀被設(shè)計(jì)得相當(dāng)寬大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果，即便是在機(jī)器人處于電量低的狀態(tài)下時，機(jī)器人仍然能夠成功地進(jìn)行自我翻轉(zhuǎn)——分開的兩瓣獨(dú)立式設(shè)計(jì)的翅膀在不對稱打開工作時，能夠幫助機(jī)器人重獲平衡。

　　據(jù)李教授透露，飛行機(jī)器人這種自我糾正的方法和其他自動糾正方法相比更具優(yōu)勢，是因?yàn)檫@種翅膀的設(shè)計(jì)能夠讓機(jī)器人學(xué)會“變形”，實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動功能的自由切換，包括穿越各種障礙物，進(jìn)行自我扶正等等。李教授所在的 Terradunamics 實(shí)驗(yàn)室目前就正致力于這種可集成多功能飛行機(jī)器的研究。此外，利用這種基于翅膀式設(shè)計(jì)的自我平衡是一種動態(tài)的實(shí)現(xiàn)，通過更強(qiáng)大的功能來克服飛行障礙，這比目前使用準(zhǔn)靜態(tài)形狀變化的設(shè)計(jì)更高效的表現(xiàn)性能，在重心移動、被動旋轉(zhuǎn)的條件下能夠重新進(jìn)行“自我組裝”。

　　翅膀的設(shè)計(jì)還包含著很多的細(xì)分參數(shù)調(diào)配，通過調(diào)整翅膀張開的幅度、速度、不對稱性和形成形狀來實(shí)現(xiàn)不同的功能，這些不同的定量關(guān)系作為設(shè)計(jì)中的準(zhǔn)則，能夠用于調(diào)整和實(shí)現(xiàn)期望中的目標(biāo)性能。而所有這些在以往傳統(tǒng)的自我調(diào)整機(jī)制中都是不具備的。

　　當(dāng)然，李教授也表示，目前要制造出一個能夠像蟑螂一張靈活的機(jī)器人還有很長的一段路要走。因?yàn)檫@樣的機(jī)器人意味著需要同時具備疾走、飛行、爬行等多種復(fù)雜運(yùn)動能力，而這些在動態(tài)復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)多種功能的研發(fā)目前而言仍然具備一定的挑戰(zhàn)性，它還需要類似于空氣動力學(xué)和流體動力學(xué)的先進(jìn)運(yùn)動地形交互模型。不過目前 Terradynamics 已經(jīng)開始了相關(guān)的研究。即便所有這些技術(shù)問題得到了有效解決，最后還有非常重要的工程問題需要完成，包括功率的限制、既堅(jiān)固又有彈性的材料開發(fā)和設(shè)計(jì)等等。