伯克利工程师打造全球最小飞行机器人 小于1厘米

加州大学伯克利分校的工程师们研发了一种新型飞行机器人，其灵感源自昆虫，就像在花丛间飞舞的大黄蜂一样，可以悬停、改变方向并攻击小型目标。它的直径不到1厘米，重量仅为21毫克，是世界上最小的可控飞行无线机器人。

加州大学伯克利分校的工程师们发明了一种受昆虫启发的新型飞行机器人，它可以悬停、改变轨迹，甚至击中小型目标。该飞行机器人直径不到1厘米，配备两块微型磁铁。施加外部磁场会使机器人旋转，产生足够的升力来帮助机器人飞行。图片来源：Adam Lau/加州大学伯克利分校

这款受大黄蜂启发的机器人宽度不到一厘米，可以悬停、改变方向并击中小目标。

加州大学伯克利分校机械工程系杰出教授林立伟表示：“蜜蜂展现出非凡的航空能力，例如导航、悬停和授粉，而类似规模的人工飞行机器人却无法做到这一点。这款飞行机器人可以通过无线控制接近并击中指定目标，模拟蜜蜂采集花蜜并飞走的授粉机制。”

林是有关该机器人的新论文的资深作者，该论文于 3 月 28 日星期五在《科学进展》杂志上在线发表。

机器人要实现飞行，通常需要电池等电源和电子设备来控制其运动。然而，将这些组件装入一个微型轻便的设备中是一项重大挑战。为了解决这个问题，林和加州大学伯克利分校的团队利用外部磁场为机器人提供动力并引导其飞行路径。

加州大学伯克利分校的工程师们发明了一种受昆虫启发的新型飞行机器人，它可以悬停、改变轨迹，甚至击中小型目标。该机器人的设计初衷是模仿大黄蜂等昆虫的飞行行为。图片来源：Adam Lau/加州大学伯克利分校

该机器人形状类似小型螺旋桨，包含两块小磁铁。在外部磁场的作用下，这些磁铁相互吸引和排斥，带动螺旋桨旋转，产生足够的升力，使机器人离开地面。通过调节磁场强度，可以精确控制机器人的飞行路径。

具有类似飞行能力的下一个最大的机器人直径为 2.8 厘米，几乎是新型飞行机器人的三倍。

小规模，大可能性

“微型飞行机器人对于探索小腔体和其他复杂环境非常有用，”该研究的共同第一作者、最近在加州大学伯克利分校获得工程学博士学位的隋凡平说道。“这可以用于人工授粉或检查管道内部等狭小空间。”

目前，该机器人只能被动飞行。这意味着，与飞机或更先进的无人机不同，它没有机载传感器来探测其当前位置或轨迹，也无法实时调整其动作。因此，虽然机器人能够精确地确定飞行路径，但环境的突然变化（例如强风）可能会使其偏离航线。

加州大学伯克利分校的工程师们发明了一种受昆虫启发的新型飞行机器人，它可以悬停、改变轨迹，甚至击中小型目标。加州大学伯克利分校的研究生岳伟（左）和工程学教授林立伟分别手持一个机器人。图片来源：Adam Lau/加州大学伯克利分校

“未来，我们将尝试添加主动控制，这将使我们能够实时改变机器人的姿态和位置，”该研究的共同第一作者、林立伟实验室的研究生岳伟说。

操作机器人还需要电磁场线圈提供的强磁场。然而，如果将机器人进一步缩小到直径小于1毫米（大约相当于蚊虫大小），就可以使其足够轻，从而可以通过更弱的磁场（例如无线电波提供的磁场）进行控制。

除了这款受大黄蜂启发的新型机器人外，林的团队还发明了一款受蟑螂启发的机器人，它可以在地板上快速移动，即使被人类踩到也能幸免于难。岳正在研发新型“蜂群”机器人，它们可以像蚂蚁一样协同工作，完成单个机器人无法单独完成的任务。

“我正在研究5毫米级的机器人，它们可以爬行、滚动和旋转，它们还可以协同工作，组成链条和阵列，或者完成更艰巨的任务，”岳说。“它们可能用于微创手术，因为我们可以将多个机器人注射到体内，让它们协同工作，形成支架、消融血栓或执行其他任务。”

编译自/ScitechDaily