该机器人可以比果蝇更快地完成特技两次翻转,并且在空中停留的时间比其他机器人长 100 倍。
昆虫数量的迅速下降导致人们担心重要作物的授粉可能很快就会受到威胁。麻省理工学院研究人员设计的微型飞行机器人有一天可以提供一种机械解决方案。
面对环境退化和气候变化,蜜蜂和蝴蝶等重要授粉媒介的数量正在迅速下降,研究表明这可能使我们食用的多达三分之一的食物面临风险。
虽然这场危机最明显的解决方案是找到扭转这些下降趋势的方法,但工程师们也在研究技术是否可以帮助填补这一空白。几个团体一直在建造昆虫规模的飞行机器人,他们希望有一天可以用来为农作物授粉。
现在,麻省理工学院的一个团队推出了一种新设计,他们称该设计比前辈更加灵活,飞行时间延长了 100 倍。这款虫子大小的机器人由扑动的翅膀提供动力,甚至可以执行复杂的杂技动作,例如两次空中翻转。
麻省理工学院的飞行昆虫机器人。图片来源: 麻省理工学院
领导该项目的副教授凯文·陈(Kevin Chen)在一份新闻稿中表示:“我们在本文中展示的飞行量可能比我们领域利用这些机器人昆虫积累的总飞行量还要长。” “随着该机器人的使用寿命和精度的提高,我们离一些非常令人兴奋的应用越来越近,比如辅助授粉。”
《科学机器人》杂志报道的新设计重量仅为 750 毫克(0.03 盎司),具有四个模块,每个模块由碳纤维机身、可电激活的人造肌肉、机翼和传输动力的传动装置组成。机翼的肌肉。
这些模块的早期版本具有大致相同的配置,但各有两个扑动的翅膀。然而,陈表示,这导致机翼的下沉气流相互干扰,从而减少了产生的升力。在新的设置中,每个模块的机翼都背向机器人,这增加了它可以产生的推力。
先前设计保质期短的主要原因之一是机翼拍动运动产生的显着机械应力。升级的传动装置和更长的机翼铰链有助于减少压力,使机器人能够产生比以前更多的动力,并且持续时间更长。
总而言之,机器人能够达到每秒 35 厘米(每秒 13.8 英寸)的平均速度(研究人员报告的最快飞行速度),并持续悬停近 17 分钟。 “我们展示的飞行时间是该领域其他任何人所能达到的飞行时间的 100 倍,因此这是一个非常令人兴奋的结果,”陈说。
该机器人还能够进行精确的动作,包括在半空中描绘出 MIT 字母,以及杂技般的双翻转,其旋转速度比果蝇更快,速度是之前最快机器人的四倍。
机器人升级后的翅膀的特写图像。图片来源: 麻省理工学院
目前,虫子机器人由电缆供电,这意味着它无法自由移动。但研究人员表示,减少机翼数量可以释放机身上的空间,可用于安装电池、传感器和其他电子设备,使其能够在实验室外导航。
但这可能还有一段路要走。陈说,目前的目标是将飞行时间延长另一个数量级并提高飞行精度,以便机器人可以从花的中心起飞和降落。
然而,如果所有这些结合在一起,我们陷入困境的自然授粉媒介可能很快就会得到一些急需的帮助,以维持我们的粮食系统的运转。
麻省理工学院最新的昆虫机器人是一个超级飞行者。有一天它可以帮助蜜蜂为农作物授粉。首先出现在SingularityHub上。