第一個(gè)無(wú)線昆蟲(chóng)大小的飛行機(jī)器人RoboFly比牙簽重一點(diǎn)。
目前的飛行機(jī)器人仍然束縛在地面上。他們需要?jiǎng)恿涂刂茩C(jī)翼的電子設(shè)備太重，無(wú)法用于這些微型機(jī)器人的攜帶。
現(xiàn)在，華盛頓大學(xué)的工程師首次切斷了電源線并添加了一個(gè)大腦，從而允許他們的RoboFly采用它的第一個(gè)獨(dú)立襟翼。這可能是一個(gè)機(jī)器人的一個(gè)小瓣，但它是一個(gè)機(jī)器人類(lèi)的巨大飛躍。該團(tuán)隊(duì)將于5月23日在澳大利亞布里斯班舉辦的機(jī)器人與自動(dòng)化國(guó)際會(huì)議上發(fā)表其研究成果。
RoboFly稍重于牙簽，并由激光束供電。它使用一個(gè)微小的板載電路，將激光能量轉(zhuǎn)換為足夠的電力來(lái)操作它的機(jī)翼。
“在此之前，無(wú)線昆蟲(chóng)大小的飛行機(jī)器人的概念就是科幻小說(shuō)，我們將能夠在不需要電線的情況下使它們工作嗎？”?合著者索耶福勒說(shuō)，UW機(jī)械工程系助理教授。“我們新的無(wú)線RoboFly顯示它們更接近現(xiàn)實(shí)生活?！?/span>
工程挑戰(zhàn)是撲動(dòng)。機(jī)翼拍動(dòng)是一個(gè)需要耗電的過(guò)程，指揮機(jī)翼的動(dòng)力源和控制器都太大而笨重，無(wú)法搭載一個(gè)小型機(jī)器人。所以富勒以前的機(jī)器人，RoboBee，有一個(gè)皮帶 - 它通過(guò)電線從地面接受力量和控制。
但是一個(gè)飛行機(jī)器人應(yīng)該能夠自己操作。富勒和團(tuán)隊(duì)決定使用狹窄的不可見(jiàn)激光束為他們的機(jī)器人提供動(dòng)力。他們將激光束指向一個(gè)附著在RoboFly上方的光伏電池，并將激光轉(zhuǎn)換為電力。
合作者Shyam Gollakota是美國(guó)大學(xué)保羅·G·艾倫計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院的副教授，他說(shuō)：“這是在不增加太多分量的情況下快速向RoboFly傳輸大量電力的最有效方式。
但是，激光本身并不能提供足夠的電壓來(lái)移動(dòng)機(jī)翼。這就是為什么該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，將光伏電池產(chǎn)生的七伏電壓提升到飛行所需的240伏電壓。
為了讓RoboFly能夠控制自己的翅膀，工程師提供了一個(gè)大腦：他們?cè)谕粋€(gè)電路中增加了一個(gè)微控制器。
合作者Vikram Iyer是UW電氣工程系的一名博士生，他說(shuō)：“微控制器的功能就像一只真正的飛行器的大腦，告訴翅膀肌肉何時(shí)起火。“在RoboFly上，它告訴翅膀的事情就像'現(xiàn)在變硬'或'不要翻動(dòng)'。”
具體來(lái)說(shuō)，控制器發(fā)送波形電壓來(lái)模仿真實(shí)昆蟲(chóng)翅膀的顫動(dòng)。
“它使用脈沖來(lái)塑造波浪，”第一作者，機(jī)械工程博士生Johannes James說(shuō)。“為了讓翅膀迅速向前翻轉(zhuǎn)，它會(huì)快速連續(xù)發(fā)送一系列脈沖，然后在接近波浪頂部時(shí)減慢脈沖的速度，然后反向進(jìn)行，以使翅膀在另一側(cè)順利地翻轉(zhuǎn)方向?！?/span>
目前，RoboFly只能起飛和降落。一旦其光伏電池不在激光的直接視線中，機(jī)器人就會(huì)耗盡電力并著陸。但是該團(tuán)隊(duì)希望很快能夠引導(dǎo)激光，使RoboFly能夠盤(pán)旋并飛來(lái)飛去。
雖然RoboFly目前由激光束供電，但未來(lái)的版本可能使用微型電池或從無(wú)線電頻率信號(hào)收集能量，Gollakota說(shuō)。這樣，他們的電源可以修改為特定的任務(wù)。
未來(lái)的RoboFlies還可以期待更先進(jìn)的大腦和傳感器系統(tǒng)，幫助機(jī)器人自行導(dǎo)航和完成任務(wù)，F(xiàn)uller說(shuō)。
“我真的很想制造一種能夠發(fā)現(xiàn)甲烷泄漏的產(chǎn)品，”他說(shuō)。“你可以購(gòu)買(mǎi)一個(gè)裝滿他們的手提箱，打開(kāi)它，然后他們會(huì)繞著你的建筑物尋找從漏水管道冒出來(lái)的氣體，如果這些機(jī)器人可以很容易地發(fā)現(xiàn)泄漏，他們將更有可能這樣可以減少溫室氣體排放量，這受到真正蒼蠅的啟發(fā)，它們真的很擅長(zhǎng)于尋找臭味的東西，所以我們認(rèn)為這對(duì)我們的RoboFly來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的應(yīng)用。
