“群體崩潰紊亂”在世界各地的蜂群中已經(jīng)成為一個越來越普遍的現(xiàn)象,蜜蜂傳粉對于人類的飲食有著至關(guān)重要的影響,為了解決這個問題,哈佛大學(xué)的Microrobotics Labs和Wyss生物啟發(fā)工程研究所的工程師研發(fā)了一款微型飛行機(jī)器人。2013年,首次亮相的RoboBee只能起飛和飛行。
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這款機(jī)器人設(shè)計(jì)的理念是:不僅能夠代替昆蟲完成傳粉的任務(wù),還可以代替人類進(jìn)行搜救?。
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目前,RoboBee的最新版本呈現(xiàn)出這款機(jī)器人,既能飛行又能潛水,甚至還能在從水中飛回到空中。
“蜜蜂”機(jī)器人RoboBee ?
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對人類而言,能夠很容易把手或者其他身體部位抬離水面,但對于像昆蟲一樣小的東西而言,這是一個很大的挑戰(zhàn),因?yàn)樗谋砻鎻埩顾麄冸y以掙脫水面。
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水的張力的直觀表現(xiàn),可以通過往一個杯子加水上看到。在水平面高過玻璃杯沿的時候,杯子里的水依舊不會落下,將落未落時的水面如同緊緊裹著一層水膜,拉著水不讓它流下去,這就是液體的表面張力。張力的存在,使有些小昆蟲能無拘無束地行走在水面上。
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機(jī)器人RoboBee的重量僅為175毫克(是一美分硬幣重量的十四分之一),液體表面的張力是它重量的10倍。因此掙脫液體張力對它來說十分困難。
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重新設(shè)計(jì)的RoboBee有四個浮力支架和一個中央氣室。
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為了解決該問題,哈佛大學(xué)的研究人員為RoboBee配備了一個方形的中央氣室,這個氣室相當(dāng)于就是一個小型的“可燃火箭”,可以支撐它打破水面張力。
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RoboBee氣室內(nèi)的電解板會將水分解成氫氣和氧氣并使其混合,一旦氫氧化合物混合足夠,內(nèi)部微小的火花塞就會被燒完。當(dāng)氣體點(diǎn)燃時,機(jī)器人就可以被彈出水面。
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Science Robotics期刊把這個過程形容為:RoboBee像是有了彈道。
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掙脫水面后,RoboBee的“翅膀”可以控制自身的運(yùn)動軌跡,之后安全著陸在附近或者其他地方。
新版的RoboBee機(jī)器人設(shè)計(jì)尺寸有限,空間有限,無法安裝復(fù)雜的傳感器或其他指令系統(tǒng),所以目前它還不能被遠(yuǎn)程控制,因此也不能像真正的蜜蜂那樣執(zhí)行任務(wù),比如給農(nóng)作物授粉。
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但是,研究人員Yufeng Chen表示:希望RoboBee在自身重量和水面張力的協(xié)調(diào)表現(xiàn)能夠給多功能微型機(jī)器人設(shè)計(jì)帶來啟發(fā),同時也希望,經(jīng)過深入研究與開發(fā),未來這款蜜蜂機(jī)器人能夠移動到復(fù)雜的地形去執(zhí)行各種任務(wù)。
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無疑,雖然RoboBee機(jī)器人設(shè)計(jì)還不完善,但是它未來的發(fā)展空間與運(yùn)用空間將十分廣闊。
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