来自哈佛的:史上最轻无人机
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RoboBee X-Wing,这个来自哈佛的微型飞行机器人,为光能供电,可携带最多 6 块太阳能电池板。
在三个太阳光级别的强光照直射的条件下,太阳能电池板能提供约 110-120 毫瓦能量,让这个微型机器人实现从起飞到持续飞行约半秒时间。
研究人员表示,其推进效率,已经可以与同样大小的昆虫相当。研究人员表示,这是迄今为止,重量最轻的不需要电源栓绳飞行的昆虫级飞行器。
这样的飞行能力,竟然来自于一个小小的身体:
仿蜜蜂设计,为四翼仿生扑翼系统,相比之前版本多了两只翅膀。翼展为 3.5 厘米,高 6.5 厘米。
回形针般的重量,动力系统加机器本身,只有 259 毫克。包含一个重约 60 毫克的光伏阵列,以及一个重约 91 毫克的信号发生器。
相比于大型飞机在广阔的天空翱翔,这种虫子大小、易覆盖的微型机器人在调查勘探方面更具潜力。
它能够从自然灾害、作物病害甚至战争地区中收集图像和数据,小到不包含任何机械杠杆、齿轮;用于医疗领域,可帮助人类完成大型器械难以到达的区域。
有网友表示细思极恐,这小巧的体型和潜力无限的应用场景,这怕不是《黑镜》里无处不在的人造杀人蜂?
Nature 在介绍中说,创造和昆虫差不多大的飞行机器人,但既能产生足够推动力又能保持足够轻的重量,这一直是一个棘手的问题。
现在, RoboBee X-Wing 做到了。
还有网友直接表示,厉害到让人恐惧。
这到底是什么构造,我们把这个 RoboBee 拆解一下。
拆解‘电子蜜蜂’
第一,要保证材料够轻,还能耐得住持久飞行。
第二,目前,人类能造出来的制动器和电池还均远远达不到生物组织的功率和能量密度,也就是说,研究人员要把电池和飞行装置装置‘压缩’到昆虫那么小,还得能提供强大的能量。
第三,昆虫飞行时的传感和控制算法相当复杂,即便是用超级计算机也难以模拟,如何人工实现动物的飞行控制算法也是个难题。
那这台无人机,究竟是怎么实现的?
整体上,它包含两个部分:
90 毫克的‘蜜蜂’身体,带有 4 个翅膀,展开总宽度 3.5 厘米,包含两个氧化铝强化的压电致动器,以此提高空气动力学效率。
对于毫米级的机器人来说,能够在空中和水中飞行有很多挑战。比方水的密度比空气大 1000 倍,因此两种介质中翅膀拍打的速度相差很大。
当时,还无法做到 RoboBee 出水后立即恢复飞行。
新一代的 RoboBee X-Wing 变化最大,增加了第二对机翼,进一步提升了升力,实现了持续地飞行。