Robo-Bee 蜜蜂機器人:既能天上飛,還能水裡游
哈佛大學所研發的仿生蜜蜂機器人 Robo-Bee ,只有硬幣大小,不僅能在空中飛、還能在水裡游。未來說不定還能參與複雜搜索救援行動,甚至是幫助情報機構執行監控任務,堪當「間諜」。
Robo-Bee 研發時間長達 10 多年,在 2012 年,Robo-Bee 機器人進行首次試飛實驗。然而在多次試飛中,由於動力不足,在空中保持超過十秒都還很困難。為了減少 Robo-Bee 對電源的依賴,研發人員發現在自然界中,蝙蝠、蝴蝶等動物會以棲息的方式飛行過程中節省體力。
然而,RoboBee 沒有這些動物抓拾物體的爪子,因此,研發人員利用 Electroadhesion 技術使 Robo-Bee 吸附在物體表面。研發人員在機器人頭部裝上一個電極貼片和泡沫貼,泡沫貼的主要作用是減少著陸的衝擊力,當電極貼片產生電荷,能使機器人吸附在任何物體的表面,而棲息所需要消耗的能量比飛行消耗的能量小 1000 倍。當它再次起飛時,切斷貼片的電源供應連接即可。
除了加強在空中飛行續航能力,從空中到水下無縫過渡也是 Robo-Bee 研發人員需要克服的一個技術難關。
Robo-Bee 輕薄的塑料翅膀在空中飛行,拍動頻率可達 120 次每秒,但是重量僅 80 毫克的 Robo-Bee 沒辦法打破水面的張力,更別說在密度比空氣大 1000 倍的水中仍以高速的頻率拍動。在自然界中,有這麼一種動物叫角嘴海雀,它在空氣中和水中的撲翼動力學機制非常相似,兩種情況下,翅膀都是前後擺動,唯一的區別是擺動速度。
從角嘴海雀身上得到靈感,研發人員讓 Robo-Bee 在進入水中之前以某個角度懸停在水面,暫時關掉引擎,然後沉入水裡下潛,並將翅膀拍動的頻率從每秒 120 次降至每秒 9 次,同時保持了煽動的動力機制以及相同的鉸鏈設計。雖然這些設計可以實現 Robo-Bee 從空中到水下的無縫過渡,但反過來還不行,因為從水中出來時,還不能產生足夠的升力,這也是今後研發人員所需要攻克的難點。
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內容來源:深圳灣
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