“机器苍蝇”首飞成功 | 2013-05-14 10:45:52 (被阅读 1220 次) |  | | 时间:2013-05-10 14:25 来源:环球科学
扇动性能最好的飞行机器人翅膀，一秒钟内可拍打120次，几乎就像真的苍蝇一样。
受到苍蝇飞行能力启发，如硬币般大小的机器人，可以帮助研究人员更好的昆虫飞行的细节
苍蝇可以轻易地避开苍蝇拍，也可以停在随风飘摇的物体表面上。一些研究表明，昆虫翅膀扇动时的微小变化，可以产生足够的扭转运动，使得它们能快速转弯。在实验室里，科学家开始制造机器人模仿昆虫飞行。虽然这可以更好得理解昆虫飞行的细节，但实际做起来却很困难。
尽管没有参与此次试验，但华盛顿大学西雅图分校的生物工程师迈克尔•迪金森（Michael Dickinson）表示：“多年来，人们一直在试图打造这样的拍打器械。”
根据飞行动力学，阻力和摩擦力对小规模元件影响很大。因此，很多大型机器人的组件，比如齿轮和滑轮就无法适用于微型飞行器。
哈佛大学的罗伯特•伍德（Robert Wood）和同事不得不即兴创作组件，来提升微型飞行机器人的主干、翅膀和飞行肌的性能。他们将具有压电性能的陶瓷材料运用于飞行肌，这意味着材料可以随着磁场变化而进行伸缩。研究者在碳纤维骨架上植入两组飞行肌，通过塑性铰将它们连接在骨架的顶端，且每组器件都只有硬币那么小。
振荡电场使得压电性肌肉收缩，让翅膀拍打起来。通过改变电场的强度或频率，可以使飞行机器人以不同的强度和频率拍打翅膀。研究人员编写的程序可阐明机器人实时视频所传达的信息，还可以指挥翅膀何时扇动。
伍德和同事整整花了十年，才让一个机器人飞起来。伍德说，去年夏天的一个晚上，在凌晨3点的时候，他的一个学生发邮件给他，告诉他“一个超酷的视频”。讲的是一个机器人起飞，盘旋和短暂的飞行过程。自那以后，研究者们就制作了无数个原型，不断地对它们进行改进和测试。
性能最好的飞行机器人翅膀，一秒钟内可拍打120次，几乎就像真的苍蝇一样。机器人大约需要19豪瓦特的能量，相当于同等大小昆虫飞行时消耗的能量。研究者表示，在机器人坠落之前，它可以盘旋，定点前进后退，在空中停留20多秒。
伍德指出，其主要局限是：这些机器人没有附带的动力装置、传感器和控制器，所以它们总要进行充电。迪金森还指出，与真正的苍蝇相比，机器人翅膀的扇动还不够复杂精细。
“这是一个令人激动的进步，”迪金森说，“但是它也表明，在工程师们造出真正的自主飞行机器人之前，还有很长的路要走。”（想要对微型飞行机器人了解更多，请阅读《环球科学》2012年第4期《机器蜜蜂的群体智慧》一文）
（环球科学 蒋泱帅）
图为机器苍蝇
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