超迷你飞行机器人:有望探索复杂微小空间

美国加州大学伯克利分校科学家受蜜蜂启发研制出的一款超小飞行机器人,包括其特点、飞行原理、目前存在的不足以及未来的改进和应用设想。

在科技不断发展的今天,美国加州大学伯克利分校的科学家们从大自然中获取灵感,受蜜蜂的启发,成功研制出了一款令人瞩目的飞行机器人。这款飞行机器人堪称“小巧玲珑”,它的直径不足1厘米,重量仅仅21毫克。可别小瞧了它的个头,它可是目前世界上实现可控飞行的最小无线机器人呢。其用途十分广泛,未来有望用于人工授粉领域,为农业生产带来新的可能;还能深入管道内部的微小空间进行探索,或者前往其他复杂的环境开展工作。相关的研究成果已经以论文的形式发表在了最新一期的《科学进展》杂志上。

超迷你飞行机器人:有望探索复杂微小空间

最新研制的这款飞行机器人,直径不到1厘米,并且还配备了两个微型磁铁。(图片来源:美国加州大学伯克利分校)

想要让机器人实现飞行,可不是一件容易的事情。必须要为它配备电池等电源,同时还要有控制飞行的电子设备。然而,这两者想要集成到这样一个极小且轻便的飞行器内,难度极大。为了攻克这一难题,研究团队想出了一个巧妙的办法,他们使用外部磁场来为设备供电,并且通过外部磁场控制其飞行路径。

从外形上看,新型机器人就像一个小螺旋桨,其内部还内置了两块小磁铁。在外部磁场的作用下,磁铁会受到吸引和排斥,从而使得螺旋桨开始旋转。当旋转产生足够的升力时,机器人就能顺利离地飞行了。而机器人的飞行路径则是由磁场强度来精准控制的。就如同蜜蜂在花丛中自由飞舞采蜜一样,这款机器人也具备悬停、变轨的能力,甚至能够接近甚至击中小目标。

不过,这款机器人目前也存在一些不足之处。研究团队坦言,目前这款机器人缺乏机载传感器,无法检测当前所处的位置或者飞行轨迹,也就没办法实时调整运动模式。所以,尽管它能够精准飞行,但一旦遇到环境突变,比如突然来了一阵强风,它就很可能会偏离原本的航线。针对这一问题,团队计划为其添加主动控制功能,这样就能实时改变机器人的姿态和位置了。

目前操控这款机器人需要强磁场,这在一定程度上限制了它的应用。为了解决这个问题,团队计划将其“体型”进一步缩小,让它的直径小于1毫米。如此一来,无线电波提供的微弱磁场就可以对其进行控制了。

除此之外,团队还在积极研制5毫米级的“集群”机器人。这些机器人功能十分强大,它们不仅能够爬行、滚动和旋转,还能像蚂蚁一样协同工作。研究团队设想,在未来,这些机器人可以被注射到人体内,协同完成消融血栓等任务,为医学领域的发展带来新的希望。

本文介绍了美国加州大学伯克利分校科学家受蜜蜂启发研制的飞行机器人,其具有小巧、可无线可控飞行等特点,在人工授粉、探索复杂环境等方面有应用前景。目前该机器人存在缺乏机载传感器、需强磁场操控等不足,团队计划对其改进,并研制可协同工作的“集群”机器人用于人体医疗,展现了科技在不同领域的创新应用和发展潜力。

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