UC Berkeley创造出全球最小无线飞行机器人

360影视 动漫周边 2025-05-08 10:01 2

摘要:如同穿梭花丛间的大黄蜂,这是一款由美国加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley,简称UC Berkeley)工程师研发的仿生飞行机器人,它能够实现悬停、变换飞行轨迹甚至精准击中微型目标。

如同穿梭花丛间的大黄蜂,这是一款由美国加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley,简称UC Berkeley)工程师研发的仿生飞行机器人,它能够实现悬停、变换飞行轨迹甚至精准击中微型目标。

这款受大黄蜂启发的机器人直径不足1厘米,重量仅21毫克,配备两枚微型磁铁,成为目前全球最小且具备可控飞行能力的无线机器人。通过施加外部磁场可使机器人旋转,产生足以支撑飞行的升力。

加州大学伯克利分校机械工程(Mechanical Engineering)Liwei Lin教授是该机器人论文的作者,研究成果已经在线发表于《科学进展》(Science Advances)期刊。

Liwei Lin教授表示,他的科研团队通过研究观察蜜蜂展现出的卓越飞行能力,例如导航、悬停和授粉,研究出的这款仿生飞行机器人,这是同尺寸人造飞行机器人难以企及的。这款机器人可通过无线控制接近并击中指定目标,这是模拟蜜蜂采集花蜜后飞离的授粉机制设计的。

要让机器人实现飞行,必须配备电池等动力源及飞行控制电子元件,这两者在微型轻量化设备中的集成极具挑战。为解决这一难题,Liwei Lin教授团队采用外部磁场为装置供能并控制飞行路径。

机器人形似微型螺旋桨,内置两枚小型磁铁。在外部磁场作用下,磁铁产生吸引与排斥力,驱动螺旋桨旋转并生成足够升力使机器人离地。通过调节磁场强度,可精确控制其飞行轨迹。

此前具备类似飞行能力的最小机器人直径为2.8厘米,体积几乎是UC Berkeley新创造的机器人的三倍,这种新型微型飞行机器人可用于探索狭小空间及复杂环境。

目前该机器人仅支持被动飞行。这意味着与飞机或更先进的无人机不同,它没有用于感知当前位置或轨迹的机载传感器,无法实时调整动作。因此尽管能执行精确飞行路径,但环境突变(如强风)可能导致其偏离航线。Liwei Lin教授团队表示,未来将尝试加入主动控制,实现机器人姿态与位置的实时调整。

当前操作需依赖电磁场线圈产生的强磁场。但若能将机器人进一步微型化至直径不足1毫米(接近蚊子尺寸),其重量将足够轻,可被无线电波等弱磁场控制。

除新型仿蜂机器人外,Liwei Lin教授团队还开发出受蟑螂启发的爬行机器人,可在被人类踩踏后继续移动。同时,还有正在研发新型“集群”机器人,这类机器人能像蚂蚁般协作完成个体无法单独实现的任务。

这种“集群”机器人直径在5毫米,它们可爬行、滚动、旋转,还能协作形成链式结构或阵列,甚至完成更高难度任务。这些机器人有望应用于微创手术,通过体内注射多个机器人使其协作构建支架、消融血栓或执行其他医疗任务。

来源:视线科技圈

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