受蜜蜂啟發,麻省理工學院(MIT)研發出微型空中機器人
麻省理工學院(MIT)的機器人研究人員受到了謙遜的蜜蜂啟發,設計出了一種昆蟲大小的空中機器人,這些機器人擁有重新設計的翅膀系統,可以飛行長達1,000秒,這是過去任何類似機器人的100倍。
這些重量不到一克的機器人擁有拍打翅膀的能力,不僅可以延長飛行時間,還能提高靈活性,甚至能做出翻滾和在空中畫出無限符號的動作。它們的平均速度為每秒11.8英寸(30公分),比果蠅還要快。
這些微型機器人非常重要,因為它們可能為在多層倉庫中進行人工授粉提供精確的方法,這樣就能在室內大規模種植水果和蔬菜,減少對廣大農田的需求。
幫助解決蜜蜂減少的問題
這些機器人還可以增強蜜蜂通常負責的授粉工作,因為在過去幾年中,全球的蜜蜂數量以數百萬甚至數十億的速度減少,這主要是由於農藥的嚴重影響和棲息地的喪失。今年的一項調查顯示,美國超過200位商業養蜂人報告他們的蜜蜂數量平均損失超過50%,估計經濟損失超過1.39億美元。
如何打造更好的蜜蜂機器人?
那麼,如何打造更好的蜜蜂機器人呢?之前的設計有八個翅膀,分成兩組。結果發現,這些翅膀的排列會在拍打時互相吹氣,減少了升力。
研究團隊的更新設計將翅膀數量從八個減少到四個。這不僅穩定了機器人,還提高了將這個不足一克的機器人從地面升起的能力,並為額外的電子元件騰出了空間。
新型翅膀的設計
這些翅膀使用由多層彈性體和薄碳納米管電極組成的柔性驅動器,這些驅動器被捲成圓柱形,類似於人工肌肉。當這些肌肉快速壓縮和延伸時,會產生機械力,使翅膀拍打。
微型機器人的新設計
重新設計的微型機器人每個都能放進4公分 x 4公分(1.575英寸 x 1.575英寸)的正方形區域,並且只有四個翅膀,而不是之前設計中的八個。這樣的設計確保了在高頻率運動時,這些人工肌肉的負擔更小,並且使用了更長的鉸鏈,能更好地承受拍打翅膀帶來的壓力。
飛行時間和靈活性
這些改變使得微型機器人能夠一次飛行長達17分鐘,並且比以往的設計更快,能夠做出翻滾和雙重翻轉的動作。這意味著它們能有效地覆蓋預定的飛行路徑,並進行精確的操作。
未來的應用
研究人員相信,這些微型飛行機器還有進一步改進的空間:將飛行時間延長到10,000秒,利用減少翅膀數量所釋放的空間安裝電池和感應器,並提高它們的飛行精度,以便能夠從花朵的中心起飛和降落。這將使它們在實驗室外的應用範圍更廣,包括在垂直農場中進行機械授粉。
來源:MIT新聞
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