麻省理工學院的昆蟲大小機器人重新設計的翅膀飛行時間延長100倍

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