科学家们制造了一种新型的机器昆虫,它的飞行时间比前几代长 100 倍。

(图片来源:MIT)
麻省理工学院的科学家们正在设计机器人昆虫,有朝一日可以从机械蜂巢中蜂拥而出,快速进行授粉,确保水果和蔬菜的生长达到前所未有的水平。这项新技术可以在不损害环境的情况下大幅提高农作物产量。
人工授粉是人类手动将花粉从一朵花转移到另一朵花的过程,机械授粉等技术正在开发中。使用机器人昆虫的想法并不新鲜——但前几代虫子大小的机器人遇到的一个问题是,与蜜蜂和其他真正的昆虫相比,它们缺乏耐力、速度和空中多功能性。
然而,在 1 月 15 日发表在《科学机器人学》杂志上的一篇新论文中,该团队透露,他们可以制作一种具有解决当前机械授粉限制的功能的设计。
科学家们说,新设计的飞行时间比以前的版本长 100 倍,同时更轻,并有足够的电池存储空间。他们补充说,机器人的精度和敏捷性得到了提高,而飞行过程中通常承受的机翼弯曲压力也减少了。
机翼弯曲是飞机机翼(在本例中为“虫子机器人”)弯曲或弯曲的能力。该团队必须确保比回形针更轻的飞机机翼不仅超越过去的设计,甚至比有机机翼性能更好,从而彻底改变农产品的种植方式。
“我们在这篇论文中展示的飞行量可能比我们领域能够使用这些机器昆虫积累的全部飞行量还要长,”共同第一作者、麻省理工学院机器人学副教授 Kevin Chen 在一份声明中说。“随着这款机器人的使用寿命和精度的提高,我们离一些非常令人兴奋的应用越来越近,比如辅助授粉。”
耐力高得多的机器昆虫该团队在他们的论文中承认,昆虫大小的无人机需要对以前的设计进行相当大的改进。
在麻省理工学院以前的设计中,机器昆虫由四个相同的单元制成——每个单元都有两个翅膀。矩形设备大约有一个微型盒的大小,每个设备有八个翅膀。
“没有昆虫有八个翅膀。在我们的旧设计中,每个单元的性能总是比组装好的机器人好。“陈说。
由于该设备与真正的设备不同(主要是由于机翼),因此它抑制了性能。蜜蜂的一对薄翅膀让它们可以自由快速地飞行,而机器人的八个翅膀会导致它们吹出过多的空气——减少了机器蜜蜂的升力。
在测试过程中,一名学生甚至表示,驾驶这个版本是“他一生中花费的最慢的 1,000 秒”。

(图片来源:MIT)
MIT 的新设计将这个机器人一分为二。四个单元中的每一个都有一个扇动的翅膀,指向远离机器人中心的翅膀。此功能稳定了它的垂直运动,使其能够比以前升高。新设计的机翼数量仅为其前身的一半,还为机器人提供了足够的存储空间来携带电池等电子设备。
该团队还制作了复杂的信号,将机翼连接到设计中的设备,复制“肌肉”。这些信号(称为传输)需要对机翼的大小进行一些调整,但总体而言,它们可以减少阻碍以前版本耐力的压力。
Chen 表示,要进一步改进设计,还有很多工作要做。例如,蜜蜂的翅膀由一组非常复杂的肌肉精细控制。该团队希望在未来五年内将这种级别的微调集成到这个“虫子机器人”中,同时将传感器、电池甚至计算能力集成到这个“虫子机器人”中。