科幻成真 首只无线机器昆虫诞生

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2018-05-20 22:55:55
首只无线机器昆虫在美国诞生(图源:VCG)

美媒称,美国科学家近日研制出一种机器蝇首次实现独立振翅飞行,被认为是整个机器人类的一个巨大飞跃。

美国每日科学网站5月15日报道,华盛顿大学的工程师们第一次切断绳子、添加大脑,使他们的机器蝇(RoboFly)首次实现独立振翅飞行。这或许是个体机器人的一次小小振翅,却是整个机器人界的一个巨大飞跃。研制团队将于5月23日在澳大利亚布里斯班的国际机器人技术与自动化大会上发布其研究成果。

报道称,机器蝇比牙签略重,由一束激光驱动。它利用一个微小的机载电路将激光能量转换成足够电能来操作翅膀。

该项目研究报告的共同作者、华盛顿大学机械工程系助理教授索耶·富勒说:“在此之前,昆虫大小的无线飞行机器人概念还只出现在科幻领域。我们能让它们不用电线就可以运转吗?我们新研制的无线机器蝇证明,它们离现实生活近了许多。”

报道称,工程学上的挑战来自振翅。拍打翅膀是一个非常耗电的过程,电源和引导翅膀的控制器都太大且太笨重,无法让一个小小的机器人运载。因此,富勒之前研制的机器蜂(RoboBee)有一根带子——它通过电线从地面获得能量和控制。

报道称,飞行机器人应当能够自主操作。富勒及其团队决定使用一束细细的看不见的激光来为他们的机器人提供能量。他们把激光束对准一块光伏电池,这块电池装在机器蝇的顶部,能将激光转化为电能。

研究报告共同作者、华盛顿大学保罗·G·艾伦计算机科学与工程学院副教授希亚姆·戈拉科塔说:“这是在不增加重量的情况下,迅速向机器蝇输送大量电能的最有效途径。”

不过,仅靠激光并不能提供足够的电压使翅膀动起来。这就是为什么研究小组设计了一条电路,将光伏电池输出的7伏电压提升到飞行所需的240伏。

报道称,为了让机器蝇自主控制翅膀,工程师们给了它一个大脑:他们在同一条电路里添加了一个微控制器。

研究报告共同作者、华盛顿大学电气工程系博士生维克拉姆·耶尔说:“微控制器的作用好比真苍蝇的大脑告诉翅膀肌肉何时用劲。在机器蝇上,它向翅膀发出诸如‘现在加紧拍打’或者‘别拍了’之类的指令。”

具体地说,控制器以波的形式输送电压,模拟真昆虫的振翅动作。

编辑:陈蹊

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