上圖中的蜂鳥機器人曾是DARPA的明星產品。因為它外形酷似自然界中的蜂鳥,可以在空中任意穿梭,並且能夠像蜂鳥一樣懸停在空中,被認為是完成間諜、偵查任務再好不過的機器人了。
時隔多年,蜂鳥機器人這一概念被普渡大學生物機器人實驗室重拾,並做出了一款在性能上比DARPA更逼真的機器人。
這款仿生機器人不僅與真實的蜂鳥在大小和形狀上大致相同,並且能夠模仿蜂鳥複雜的肌肉系統來控制兩個翅膀的撲翼運動。使其能夠模仿真正的蜂鳥完成各種雜技動作。
首先,它能調動自身的動力和控制功能,使整個機身懸停在半空中保持穩定。
而且,這款看起來脆弱的機器人能夠舉起超過自身兩倍的重量。
機器人的機翼有與之相連的電機控制,電機每秒能夠改變方向超過30次。兩個機翼的電機採用分離控制的方式,既能保證機器人的兩個翅膀以相同的動作與頻率拍打。也能滿足機翼之間運動的差異性,以應對一些突發狀況。
比如,兩邊翅膀並不一樣大的情況,蜂鳥機器人也能自如飛翔。
或者在飛行途中,機翼遇到障礙物,直驅電機可以將機翼作為傳感器。當一側機翼損壞,電機也能相應的做出反應,補償機翼損壞,使其維持當前的飛行狀態。
此外,該機器人還能被控制,完成快速的定點飛行。
或者按照指定路線,完成特定軌跡的飛行。
並且,能夠在現有條件下,完成一定的避障飛行。
雖然蜂鳥機器人並不是一個新鮮概念,而且普渡大學的這款機器人也酷似之前哈佛大學的撲翼機器人RoboBee。但不可否認的是,這款機器人是目前為止最逼真,性能最強的仿生蜂鳥機器人。
該團隊的負責人Xinyan Deng 表示,我們在只有有限的驅動和單獨控制行程角度,已經使它實現了與真實蜂鳥類似的行為。但是真正的仿生機器人應該能夠像真正的蜂鳥一樣表現。所以我們希望在未來的研究中,通過優化驅動、控制等性能,使其獲得更多與蜂鳥相同的性能,最終讓它能夠與真正的蜂鳥進行互動。
撲翼蜂鳥或昆蟲機器人可以用於各種應用,例如搜索和救援,環境監測,娛樂等。它們也適用於有障礙物的狹小空間,因為沒有任何組件會纏繞在一起。具有生物模擬形態,它們是友好且不那麼幹擾的飛行器,同時快速靈活。
毋庸置疑,由於它們友好的形態和安全性(因為這些靈活的機翼即使在高頻拍打時也不會傷害人類),它們將成為未來智能城市中與人類共存的理想飛行機器人。
來源:機器人大講堂