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[资讯].美哈佛大学团队研发仿飞行昆虫无缆机器人重量仅为259毫克

2022-11-24 来源:泰安机械信息网

robobee x-wing机器人。图片来源:哈佛微型机器人实验室

《自然》杂志26日发表了一项工程学研究:美国哈佛大学团队研发出一款名为robobee x-wing的仿飞行昆虫无缆机器人。这个小型机器人长度不足5厘米,重量仅为259毫克,可用于在狭窄空间执行环境监测或导航任务。

飞行器的能耗一般较高,小型飞行器尤甚。所谓昆虫大小的飞行器其实是很难实现的对于像真实昆虫那么大的飞行器来说,锂离子电池这类商用电源可能重达飞行器实际质量的数倍之多,因此这类机器人一般都需要缆绳连接外部电源。太阳能电池是一种备受瞩目的替代电源,但对于先进的飞行器而言,无缆飞行所需的光照强度约为阳光强度的57倍,超出了实际范围。

此次,哈佛大学的诺阿杰弗里斯、福莱尔赫尔伯灵及其同事,在以前的研究基础上设计了一款飞行器,成功解决了部分问题。研究人员提高了致动器效率,并用4个扑翼(此前为两个)提升升力,从而无需过多增加对电源的需求,而飞行器的推进效率也与体形类似的昆虫相当。为了延长飞行器寿命,研究人员使用了低电压,飞行器能在该低压状态下维持短时间无缆飞行。

研究团队指出,仍需进一步改进才能实现持续室外飞行;且飞行器需要强光才能为起飞提供足够动力(阳光强度的3倍以上)。但他们表示,此次新问世的飞行器具有额外的载荷能力,可在今后的自主飞行实验中搭载更大的电源。

总圈点

早在1989年,世界上第一台仿昆虫机器人就出现了。数十年来,尽管仿生机器人越来越小,越来越轻量化,但模仿自然界飞行的昆虫依然不是一件简单的事,其需要空气动力、高效电池、高科技材料等多方位的技术支持。不过,这种微型飞行机器人在实际应用中也会对人类起到极大帮助它们可以在倒塌的建筑物里、微小狭窄的空间中飞行,搜寻幸存者,用于灾区搜救行动和环境监测等。(张梦然)

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