哈佛大学研究人员开发了一种具有弹性的RoboBee,该RoboBee由柔软的人造肌肉驱动,可以撞击到墙壁,掉落在地板上并与其他RoboBees碰撞而不会受到破坏。研究人员说,这是第一款由柔性执行器驱动的微型机器人,能够实现受控飞行。

论文的第一作者陈宇峰说:“在微型机器人领域,由于移动机器人具有很高的回弹力,已经使移动机器人变得非常有力。但是,该领域的许多人一直怀疑柔性执行器可以用于飞行机器人,因为这些执行器的功率密度根本不够高,而且众所周知,它们很难控制。我们的执行器具有足够高的功率密度和可控性,可以实现悬停飞行。”

最新的进展是由哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)和威斯生物工程研究所共同完成的。研究人员在现有的电动柔性致动器技术的基础上使用了100毫克弹性体,当暴露在电场中时,这些弹性体就会发生变形。

据了解,研究人员正是通过提高电场作用下电极的导电性才能让微型机器人利用上刚性致动器的性能并实现每公斤600瓦的功率密度。

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柔性致动器的动画展示

另外,研究人员还获得了更好的稳定性以此来建造出一个轻型机身来容纳下微型机器人,其用了一根线来防止致动器弯曲——而这是柔软的人造肌肉历来都不愿去尝试的。

研究人员在一个双翼RoboBee和四翼RoboBee上展示了这项技术。其中,双翼版可以从地面起飞,而四翼版则在障碍重重的环境下遇到数次碰撞后仍可以继续飞行。

此外,他们甚至还让两个四翼模型碰撞以此来证明它们即便在相撞后仍能继续飞行。他们还用四个致动器建立了一个八翼RoboBee。

研究人员希望这项技术未来能在搜索和救援工作中得到应用,有可能让机器人飞进瓦砾和密闭空间。

他们表示,柔性执行器易于组装和更换,但他们下一个面临的挑战是如何提高它们的效率,如果这个能够解决,那么按照高级研究作者Robert Wood的说法,“我们可以制造的机器人的极限是天空。”

该研究发表在《自然》上,得到了美国国家科学基金会的资助。