來(lái)自哈佛的:史上最輕無(wú)人機(jī)
RoboBee X-Wing,這個(gè)來(lái)自哈佛的微型飛行機(jī)器人,為光能供電,可攜帶最多 6 塊太陽(yáng)能電池板。
在三個(gè)太陽(yáng)光級(jí)別的強(qiáng)光照直射的條件下,太陽(yáng)能電池板能提供約 110-120 毫瓦能量,讓這個(gè)微型機(jī)器人實(shí)現(xiàn)從起飛到持續(xù)飛行約半秒時(shí)間。
研究人員表示,其推進(jìn)效率,已經(jīng)可以與同樣大小的昆蟲(chóng)相當(dāng)。研究人員表示,這是迄今為止,重量最輕的不需要電源栓繩飛行的昆蟲(chóng)級(jí)飛行器。
這樣的飛行能力,竟然來(lái)自于一個(gè)小小的身體:
仿蜜蜂設(shè)計(jì),為四翼仿生撲翼系統(tǒng),相比之前版本多了兩只翅膀。翼展為 3.5 厘米,高 6.5 厘米。
回形針般的重量,動(dòng)力系統(tǒng)加機(jī)器本身,只有 259 毫克。包含一個(gè)重約 60 毫克的光伏陣列,以及一個(gè)重約 91 毫克的信號(hào)發(fā)生器。
相比于大型飛機(jī)在廣闊的天空翱翔,這種蟲(chóng)子大小、易覆蓋的微型機(jī)器人在調(diào)查勘探方面更具潛力。
它能夠從自然災(zāi)害、作物病害甚至戰(zhàn)爭(zhēng)地區(qū)中收集圖像和數(shù)據(jù),小到不包含任何機(jī)械杠桿、齒輪;用于醫(yī)療領(lǐng)域,可幫助人類完成大型器械難以到達(dá)的區(qū)域。
有網(wǎng)友表示細(xì)思極恐,這小巧的體型和潛力無(wú)限的應(yīng)用場(chǎng)景,這怕不是《黑鏡》里無(wú)處不在的人造殺人蜂?
Nature 在介紹中說(shuō),創(chuàng)造和昆蟲(chóng)差不多大的飛行機(jī)器人,但既能產(chǎn)生足夠推動(dòng)力又能保持足夠輕的重量,這一直是一個(gè)棘手的問(wèn)題。
現(xiàn)在, RoboBee X-Wing 做到了。
還有網(wǎng)友直接表示,厲害到讓人恐懼。
這到底是什么構(gòu)造,我們把這個(gè) RoboBee 拆解一下。
拆解‘電子蜜蜂’
第一,要保證材料夠輕,還能耐得住持久飛行。
第二,目前,人類能造出來(lái)的制動(dòng)器和電池還均遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到生物組織的功率和能量密度,也就是說(shuō),研究人員要把電池和飛行裝置裝置‘壓縮’到昆蟲(chóng)那么小,還得能提供強(qiáng)大的能量。
第三,昆蟲(chóng)飛行時(shí)的傳感和控制算法相當(dāng)復(fù)雜,即便是用超級(jí)計(jì)算機(jī)也難以模擬,如何人工實(shí)現(xiàn)動(dòng)物的飛行控制算法也是個(gè)難題。
那這臺(tái)無(wú)人機(jī),究竟是怎么實(shí)現(xiàn)的?
整體上,它包含兩個(gè)部分:
90 毫克的‘蜜蜂’身體,帶有 4 個(gè)翅膀,展開(kāi)總寬度 3.5 厘米,包含兩個(gè)氧化鋁強(qiáng)化的壓電致動(dòng)器,以此提高空氣動(dòng)力學(xué)效率。
對(duì)于毫米級(jí)的機(jī)器人來(lái)說(shuō),能夠在空中和水中飛行有很多挑戰(zhàn)。比方水的密度比空氣大 1000 倍,因此兩種介質(zhì)中翅膀拍打的速度相差很大。
當(dāng)時(shí),還無(wú)法做到 RoboBee 出水后立即恢復(fù)飛行。
新一代的 RoboBee X-Wing 變化最大,增加了第二對(duì)機(jī)翼,進(jìn)一步提升了升力,實(shí)現(xiàn)了持續(xù)地飛行。