[動圖]感謝靜電 微型飛行機器人RoboBee可以在樹葉下小憩了

2020-11-22 cnBeta

據外媒報導,飛行是件累人的事情,特別是當你是一個小型、只有蜜蜂那麼大的機器人時,不過來自麻省理工的科研人員卻找到了一個可以小憩的辦法。通過靜電,這種機器人可以在飛行過程中附著在任何一個物體的底部,而這樣做的好處是能大大減少飛行器過程中所需的電量。相關研究論文已經發表在《科學(Science)》雜誌上。

研究人員稱,這種小憩能力將能讓昆蟲飛行機器人擁有更持久的飛行能力,這樣它們就能在交通管制、搜救等情境下得到更好的利用。

2013年,MIT研發出了這個小型飛行機器人--RoboBee,它的重量只有0.08克,其翅膀每秒最多可扇120次。當時,它需要一個微型小腳架才能降落,這也就意味著它只能在物體表面的上邊降落。而現在,這種局限已經被打破,不論是表面的上邊還是下邊,它都能輕鬆降落。

這種小憩可不能只被認定為是一項簡單的技能,它還將能在小型中長期偵查機器人中扮演重要角色。你不可能讓一架四旋翼飛行器對某個區域進行長達20多分鐘的偵查工作,因為它沒電了,但是,如果有了這個微型飛行機器人,那麼情況就完全不同了。在《科學》雜誌中發表了另外一篇相關文章的空中機器人專家Mirko Kovac也指出,在偵查類任務中,續航能力對於空中機器人至關重要。

在最新設計的RoboBee中,靜電片被安置在機器人的頂部,這讓它看起來有點像橡膠飛鏢,然後它通過聚氨酯墊片跟機器人連接。這種設計可以讓機器人在與物體下表面接觸時不一定要保持完全平行的狀態,一定的彎曲同樣也能順利地附著在物體表面下方。另外,它與物體的分離也能變得非常簡單,通過一個開關按鈕即可實現。

Kovac還在文章中描述了大小各異的飛行動物小憩的方式以及它們對飛行機器人帶來的啟發。比如大型鳥類利用視覺反饋精準地抓到可以讓它們休憩的物體,而像蒼蠅這樣的小型飛行昆蟲則直接飛到目標物體上停在上面即可。不過科研人員可不能只是簡單地將它們的空中休憩方式複製到微型飛行機器人上就可以了,而是需要找到某種被動機制。

現階段的RoboBee離成熟目標很遠,因為不論是用於產生靜電的電源還是用於控制機器人飛行的計算機,它們都還沒被整合到設計裡邊--目前還只能通過電線來實現。另外,RoboBee還非常容易受到幹擾,「如果實驗室裡有人經過它,那麼它的飛行就會受到影響,」論文作者之一Mortiz Graule這樣告訴記者。另外,工程師還得為它設定好整個小憩過程的所有數據,不然的話就無法實現,比如速度太快時由其產生的空氣流可能會讓它偏離原來的方向。「就目前這個情況,讓它飛到天花板上都還非常具有挑戰性。」

也許等到科研人員解決掉這些問題還需要等上2年的時間,而要真正投入到實際應用則要更久,也許是10年。

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