华盛顿大学的工程师开发出一种机器人昆虫,其重量稍大于牙签,并由激光束供电。

 

RoboFly 略大于真正的苍蝇。(图片:马克斯通/华盛顿大学)

 

据该大学周二发布的消息称,这种机器人被称为带有独立襟翼的“RoboFly”,它使用了一个微小的机载电路,可将激光能量转换为足够的电力来操作机翼。

 

“在此之前,无线昆虫大小的飞行机器人的概念就是科幻小说,我们将能够在不需要电线的情况下使它们工作吗?”“大学机械工程系助理教授 Sawyer Fuller 说。“我们新的无线 RoboFly 显示它们更接近现实生活。”

 

工程师表示,工程挑战是扑翼,因为扑翼是一个耗电过程,并且指挥机翼的动力源和控制器都太大而笨重,无法坐在一个小型机器人上。

 

所以富勒以前的机器人昆虫模型有一个皮带,通过电线从地面接收电源和控制。

 

现在,富勒的团队使用了一种狭窄的不可见激光束为他们的机器人提供动力。他们将激光束指向一个附着在 RoboFly 上方的光伏电池,并将激光转换为电力。

 

然而,仅靠激光不能提供足够的电压来移动机翼。所以他们设计了一个电路,将光伏电池产生的七伏电压升高到飞行所需的 240 伏电压。

 

控制器发送波形电压模仿真实昆虫翅膀的颤动。

 

“它使用脉冲来形成波浪,”该大学机械工程博士生 Johannes James 说。

 

“为了让翅膀迅速向前翻转,它会快速连续发送一系列脉冲,然后在接近波浪顶部时减慢脉冲的速度,然后反向进行,以使翅膀在另一侧顺利地翻转方向“,詹姆斯说。

 

此外,工程师在电路中加入了一个微控制器来控制它的机翼。

 

“微控制器的功能就像一只真正的苍蝇大脑告诉翅膀肌肉何时开火,”该大学电气工程系博士生 Vikram Iyer 说。“在 RoboFly 上,它告诉翅膀的事情就像'现在变硬'或'不要翻动'。”

 

目前,RoboFly 只能起飞和降落。一旦其光伏电池不在激光的直接视线中,机器人就会耗尽电力并着陆。

 

但是该团队希望能够很快引导激光,以便 RoboFly 能够盘旋并飞来飞去。

 

工程师表示,未来的版本可能使用微型电池或从射频信号中收集能量。

 

“我真的很想做一个发现甲烷泄漏的人,”Fuller 说。“如果这些机器人可以很容易地发现泄漏,他们将更有可能被修补,这将减少温室气体排放。”

 

该团队将于 5 月 23 日在澳大利亚布里斯班举办的机器人与自动化国际会议上展示其研究成果。