-
微信號(hào):youuav
關(guān)注官方微信
m.youuav.com手機(jī)掃碼看新聞
-
- 添加收藏
- 關(guān)于我們
無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具
昆蟲在飛行中具有驚人的雜技性特征和彈性。這些特點(diǎn)幫助它們在空中的世界中導(dǎo)航，在空中有大風(fēng)、障礙物和普遍的不確定性。這種特性也很難植入飛行機(jī)器人，但麻省理工學(xué)院助理教授陳宇峰(Kevin Yufeng Chen)已經(jīng)建立了一個(gè)系統(tǒng)，使發(fā)明出的無人機(jī)可以擁有接近昆蟲的敏捷性。陳教授是電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系和電子研究實(shí)驗(yàn)室的成員，他開發(fā)出了昆蟲大小的無人機(jī)，擁有前所未有的靈巧性和彈性。空中機(jī)器人由一種新型的軟驅(qū)動(dòng)器提供動(dòng)力，這使得它們能夠承受真實(shí)世界飛行的物理痛苦。陳希望這些機(jī)器人有一天可以幫助人類為農(nóng)作物授粉，或者在狹窄的空間執(zhí)行機(jī)器檢查。陳教授的研究發(fā)表在這個(gè)月的《IEEE機(jī)器人學(xué)報(bào)》上。他的合著者包括麻省理工學(xué)院博士生任志堅(jiān)、哈佛大學(xué)博士生徐思義和香港城市大學(xué)機(jī)器人專家PakpongChirarattananon。
通常情況下，無人機(jī)需要廣闊的開放空間，因?yàn)樗鼈兗炔荒莒`活地在狹窄的空間中導(dǎo)航，也不夠結(jié)實(shí)，無法在人群中承受碰撞。
陳教授在采訪中說到：
“我們看看今天的大多數(shù)無人機(jī)，它們通常體型都很大，”它們的大多數(shù)應(yīng)用都涉及到戶外飛行。問題是:你能創(chuàng)造出昆蟲大小的機(jī)器人，可以在非常復(fù)雜、雜亂的空間里移動(dòng)嗎?”
陳教授還表示：
“制造小型空中機(jī)器人的挑戰(zhàn)是巨大的。小型無人機(jī)的結(jié)構(gòu)與大型無人機(jī)完全不同。大型無人機(jī)通常由電機(jī)提供動(dòng)力，但當(dāng)你縮小它們時(shí)，電機(jī)就會(huì)失去效率。因此，對于類昆蟲機(jī)器人，你需要尋找替代品。”
到目前為止，主要的替代方案是使用一種由壓電陶瓷材料制成的小型剛性驅(qū)動(dòng)器。雖然壓電陶瓷讓第一代微型機(jī)器人得以飛行，但它們相當(dāng)脆弱。陳教授設(shè)計(jì)了一種更有彈性的微型無人機(jī)，使用的是軟驅(qū)動(dòng)器，而不是硬的、易碎的驅(qū)動(dòng)器。軟驅(qū)動(dòng)器由涂有碳納米管的薄橡膠圓柱體制成。當(dāng)對碳納米管施加電壓時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生靜電力，擠壓并拉長橡膠圓柱體。反復(fù)的拉伸和收縮使無人機(jī)的翅膀快速跳動(dòng)。陳教授的致動(dòng)器可以每秒拍打近500次，賦予無人機(jī)類似昆蟲的彈性。
陳教授表示：
“你可以在它飛行時(shí)擊中它，它也可以復(fù)原，它還可以做一些激進(jìn)的動(dòng)作，比如在空中翻筋斗?！?/p>
它的重量只有0。6克，大約是一只大黃蜂的質(zhì)量。這架無人機(jī)看起來有點(diǎn)像帶翅膀的小卡帶，不過陳正在研制一種外形像蜻蜓的新型原型機(jī)。我們了解到了該團(tuán)隊(duì)，也采訪到了康奈爾大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程助理教授法雷爾·何布林(Farrell Helbling)說：
“用厘米大小的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)飛行一直是一項(xiàng)令人印象深刻的壯舉，由于軟驅(qū)動(dòng)器的固有順從性，機(jī)器人可以安全地撞上障礙物，而不會(huì)對飛行產(chǎn)生很大的抑制。這一功能非常適合在混亂、動(dòng)態(tài)的環(huán)境中飛行，對任何現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用程序都非常有用?！?/p>
何浦林補(bǔ)充說道：
“實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用的關(guān)鍵一步將是解除機(jī)器人與有線電源的束縛，這是目前執(zhí)行器的高工作電壓所需要的。我很興奮地看到，作者們將如何降低操作電壓，以便有朝一日能夠?qū)崿F(xiàn)在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的無繩飛行?！?/p>
建造類似昆蟲的機(jī)器人可以為研究昆蟲飛行的生物學(xué)和物理學(xué)提供一個(gè)窗口，這是研究人員長期探索的途徑。陳的工作通過一種逆向工程來解決這些問題。
陳教授指出:
“如果你想了解昆蟲是如何飛行的，建立一個(gè)比例機(jī)器人模型是非常有意義的?！薄澳憧梢愿蓴_一些東西，看看它如何影響運(yùn)動(dòng)學(xué)或流體力如何變化。這將幫助你理解那些東西是怎么飛的。”
但陳教授的目標(biāo)不只是增加昆蟲學(xué)教科書的內(nèi)容。他的無人機(jī)也可以用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)。陳教授表示他的迷你空中飛人可以操縱復(fù)雜的機(jī)器，以確保安全和功能。
“想想對渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的檢查。你會(huì)希望無人機(jī)帶著一個(gè)小攝像頭在(一個(gè)封閉的空間)四處移動(dòng)，檢查渦輪板上的裂縫。所有這些對現(xiàn)有的大型機(jī)器人來說都是非常具有挑戰(zhàn)性的，有時(shí)候，越大并不代表越好?！?/p>
其他潛在的應(yīng)用包括作物的人工授粉或完成災(zāi)難后的搜索和救援任務(wù)。
2025-09-09 10:52
2025-09-04 21:58
2025-08-28 11:13
2025-08-27 14:14
2025-08-26 13:50
2025-08-23 20:37
2025-08-22 10:33
2025-08-18 14:20
2025-08-13 11:12
2025-08-13 10:55
