仿生鸟类和昆虫一直是无人机研究领域的重要课题,也出现了各种飞行机器人,比如斯坦福学者制造的长有羽毛翅膀的“机器鸽”等麻省理工学院助理教授、哈佛大学微型机器人实验室前博士后陈宇峰一直致力于制造类昆虫机器人,改进最轻的Robobee在他的实验室创造的飞行机器人。最近,他发表了一项研究,介绍了一种兼具敏捷性和弹性的新一代微型类昆虫无人机,它不仅可以在狭窄的空间内运行,还可以承受人为碰撞。我们都知道蚊子在飞行中非常灵活和有弹性。这些特性使它们能够在大风、障碍物堆积和其他不确定的空中环境中平稳航行。不幸的是,这些特性很难融入微型飞行机器人。最近,麻省理工学院电气工程与计算机科学系(EECS)助理教授陈玉峰构建了一个接近昆虫敏捷性的系统,并开发出一种昆虫大小的无人机,具有无与伦比的敏捷性和弹性。无人机)。空中机器人由一种新型的软致动器提供动力,使它们能够承受实际飞行中的物理冲击等。陈希望未来无人机可以通过为作物授粉或在狭小空间内监督机器来帮助人类。相关研究发表在IEEETransactionsonRobotics期刊上。论文链接:https://ieeeexplore.ieee.org/document/9357346/authors#authors这种昆虫大小的无人机有什么特点?首先,无人机的执行器由涂有碳纳米管的薄橡胶圆筒制成,当通电时,会产生挤压和拉伸橡胶圆筒的静电力。反复的伸缩使无人机的机翼快速拍打,从而顺利起飞升空飞行。其次,它可以抵抗人为的碰撞:终于可以在空中翻滚跳跃,然后起飞:很多网友对这种昆虫无人机的评价非常高,认为它将彻底改变整个无人机行业!?麻省理工学院类昆虫无人机解释一般来说,无人机需要很大的空间,因为它们既不够灵活,无法在狭小空间内航行,也不够坚固,无法承受拥挤环境中的碰撞。现在的无人机体积很大,无人机的大部分应用都涉及到户外飞行。但问题是:你能制造出昆虫大小的无人机,并让它在非常复杂、凌乱的空间中飞行吗?陈说,制造小型空中无人机的挑战是巨大的。小型无人机的结构与大型无人机完全不同。较大的无人机通常由电机驱动,但当你将它们缩小时,电机会失去效率。所以,当谈到类昆虫无人机时,你需要寻找替代品。麻省理工学院助理教授KevinYufengChen。迄今为止的主要替代方案是由压电陶瓷材料制成的小型刚性致动器。压电陶瓷让第一代微型无人??机能够飞行,但它们非常脆弱。Chen设计了一种更具弹性的微型无人机,配备柔软的执行器,而不是更硬、更脆的执行器。软致动器由涂有碳纳米管的薄橡胶圆柱体制成。当向碳纳米管施加电压时,它们会产生静电力,挤压和拉伸橡胶圆筒。反复的拉伸和收缩导致无人机的翅膀快速拍打。Chen使用的执行器每秒可以拍动近500次,使无人机具有昆虫般的弹性。你可以在它飞行时击中它,但它会自愈。此外,它还可以做空中翻筋斗等攻击性动作。它仅重0.6克,相当于一只大黄蜂的重量。无人机看起来像一个带翅膀的小盒子,但Chen正在研究一种看起来像蜻蜓的新原型。康奈尔大学电气与计算机工程助理教授FarrellHelbling表示:“用厘米级机器人实现飞行是了不起的。由于软执行器固有的柔顺性,即使撞到障碍物,也能使无人机保持飞行状态.safetywithoutgreatlyinhibitsflight.这种特性非常适合在混沌动态环境中飞行,对现实世界中的许多应用非常有用。Helbling补充说,实现这些应用的一个关键步骤是将机器人从有线电源中解脱出来,而有线电源目前是执行器高工作电压所必需的。就其含义而言,类昆虫无人机的发明提供了了解昆虫飞行的生物学和物理学的窗口。陈通过一种逆向工程解决了这些问题,并希望将来他的无人机可以用于工业和农业。
