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在三倍陽光強度下仿昆蟲機器人自由飛行

文章來源:科技日報 張夢然   發布時間:2019-06-27  【字號:     】  

RoboBee X-Wing機器人。圖片來源:哈佛微型機器人實驗室

  《自然》雜志26日發表了一項工程學研究:美國哈佛大學團隊研發出一款名為RoboBee X-Wing的仿飛行昆蟲無纜機器人。這個小型機器人長度不足5厘米,重量僅為259毫克,可用于在狹窄空間執行環境監測或導航任務。

  飛行器的能耗一般較高,小型飛行器尤甚。所謂“昆蟲大小的飛行器”其實是很難實現的——對于像真實昆蟲那么大的飛行器來說,鋰離子電池這類商用電源可能重達飛行器實際質量的數倍之多,因此這類機器人一般都需要纜繩連接外部電源。太陽能電池是一種備受矚目的替代電源,但對于先進的飛行器而言,無纜飛行所需的光照強度約為陽光強度的5—7倍,超出了實際范圍。

  此次,哈佛大學的諾阿·杰弗里斯、福萊爾·赫爾伯靈及其同事,在以前的研究基礎上設計了一款飛行器,成功解決了部分問題。研究人員提高了致動器效率,并用4個撲翼(此前為兩個)提升升力,從而無需過多增加對電源的需求,而飛行器的推進效率也與體形類似的昆蟲相當。為了延長飛行器壽命,研究人員使用了低電壓,飛行器能在該低壓狀態下維持短時間無纜飛行。

  研究團隊指出,仍需進一步改進才能實現持續室外飛行;且飛行器需要強光才能為起飛提供足夠動力(陽光強度的3倍以上)。但他們表示,此次新問世的飛行器具有額外的載荷能力,可在今后的自主飛行實驗中搭載更大的電源。




(責任編輯:侯茜)

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