全球首发，USC研发出四翼微型昆虫机器

BEE+飞行测试模式，图片显示四个机翼都在运行（来自USC）。

对一些人来说，微型机器人昆虫似乎只不过是有趣的小玩意儿罢了，但是这些微型机器人在搜索、救援、农业以及危险检测等领域的潜力是巨大，同样，障碍也是巨大的。电源、传感器、控制和稳定性在微观尺度上的问题远比想象中的要大得多。USC的研究人员正致力于解决最后一个问题——稳定性，而他们更再一次从昆虫世界中汲取了灵感。

微型昆虫飞行机器人已经出现了一段时间了。例如，2007年由美国国防部高级研究计划局资助的机器人“fly”（虽然只能上下波动），2008年，3克（0.1盎司）的德尔菲微型飞行器被《吉尼斯世界纪录大全》宣布为“世界上最小的配备相机的飞行器”。但当哈佛大学80毫克（0.0028盎司）的机器人在2013年首次飞行，又一次刷新了记录。它的外形看起来就像是一只口袋里装着砖头的信天翁。

这是美国南加州大学研究小组在其BEE+项目中扩展的robobe格式，该项目已于本月提交给IEEE机器人和自动化信函。哈佛大学的机器人因为只有一对翅膀而限制了它的机动性。这使得飞行控制变得困难，飞行稳定性也有些动摇。在有了一对机翼（每个机翼由一个微小的25毫克的压电驱动器控制），机器人的操作员可以操作机器人进行滚转、俯仰和推力，但还是无法影响偏航。

USC的研究小组观察到，为了能够增加偏航控制，蜜蜂+确实需要四个翅膀，就像真正的昆虫一样，但这有可能增加机器人的重量。机器人身上的执行器已经占到了80毫克总量中的50毫克，再加上两个执行器会使微型机器人重量太大而难以飞行。

所以，USC的团队制造了更轻、更好的执行器。机器人采用双晶片驱动器，由三层组成。两个外压电层通过一个信号交替收缩，从而前后弯曲内层，从而像昆虫翅膀一样拍打它。相比之下，南加州大学的研究小组创造了Unimorf执行机构。它们只使用一条压电材料，使被动层来回移动。

由此产生的飞行控制改进意味着BEE+能够沿着路径飞行并避开障碍物。而且因为这些单形状的执行机构更简单，它们的制造成本也更低。

事实上，单形执行器的重量是双形执行器的一半，这意味着即使有四个33毫米（1.3英寸）长的翅膀，Bee+的重量也只有95毫克（0.0033盎司）。而且，由于整个机器人的负载分布在四个而不是两个翅膀上，所以Bee+的预期寿命预计要比它的两个翅膀的同行要多得多。

然而，微型机器人飞行的道路仍然是一条艰难的道路。Bee+的重量仍然是黄蜂的10倍左右，微型电源和微型电路的问题仍然需要解决，这些问题很小，却足以产生可行的有效载荷，需要许多不同科学领域取得进步后，Bee+才有可能实用化。

时间:2019-05-21 00:10  来源:    转发量:次