RoboBee機(jī)器人設(shè)計(jì)——一只能飛行與潛水的小蜜蜂
作者:來(lái)設(shè)計(jì)
2018-03-312018-03-31

“群體崩潰紊亂”在世界各地的蜂群中已經(jīng)成為一個(gè)越來(lái)越普遍的現(xiàn)象,蜜蜂傳粉對(duì)于人類(lèi)的飲食有著至關(guān)重要的影響,為了解決這個(gè)問(wèn)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(chóng)完成傳粉的任務(wù),還可以代替人類(lèi)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。


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  “蜜蜂”機(jī)器人RoboBee ?

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對(duì)人類(lèi)而言,能夠很容易把手或者其他身體部位抬離水面,但對(duì)于像昆蟲(chóng)一樣小的東西而言,這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn),因?yàn)樗谋砻鎻埩?huì)使他們難以?huà)昝撍妗?/span>

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水的張力的直觀(guān)表現(xiàn),可以通過(guò)往一個(gè)杯子加水上看到。在水平面高過(guò)玻璃杯沿的時(shí)候,杯子里的水依舊不會(huì)落下,將落未落時(shí)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(chóng)能無(wú)拘無(wú)束地行走在水面上。

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機(jī)器人RoboBee的重量?jī)H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(duì)它來(lái)說(shuō)十分困難。



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重新設(shè)計(jì)的RoboBee有四個(gè)浮力支架和一個(gè)中央氣室。

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為了解決該問(wèn)題,哈佛大學(xué)的研究人員為RoboBee配備了一個(gè)方形的中央氣室,這個(gè)氣室相當(dāng)于就是一個(gè)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(huì)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(huì)被燒完。當(dāng)氣體點(diǎn)燃時(shí),機(jī)器人就可以被彈出水面。



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Science Robotics期刊把這個(gè)過(guò)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(dòng)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(wú)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(lái)啟發(fā),同時(shí)也希望,經(jīng)過(guò)深入研究與開(kāi)發(fā),未來(lái)這款蜜蜂機(jī)器人能夠移動(dòng)到復(fù)雜的地形去執(zhí)行各種任務(wù)。

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無(wú)疑,雖然RoboBee機(jī)器人設(shè)計(jì)還不完善,但是它未來(lái)的發(fā)展空間與運(yùn)用空間將十分廣闊。

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