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加州伯克利团队打造全球最小无线飞行机器人

加州大学伯克利分校的工程师们创造了一种新型昆虫飞行机器人,它就像一只在花丛间飞舞的大黄蜂,可以悬停、改变轨迹,甚至击中小目标。该设备直径不到1厘米,重量仅为21毫克,是全球最小的可控飞行无线机器人。

“蜜蜂表现出非凡的飞行能力,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。”加州大学伯克利分校机械工程教授林立伟说道,“这种飞行机器人可以通过无线控制接近并击中指定目标,模仿蜜蜂采集花蜜然后飞走的授粉机制。”

要让机器人飞行,它必须配备电源(如电池)和用于飞行控制的电子设备,而这两者都很难集成到非常小巧轻便的设备中。为了解决这个问题,林立伟和加州大学伯克利分校的团队使用外部磁场为设备供电并控制飞行路径。

该机器人的形状像一个小螺旋桨,包括两个小磁铁。在外部磁场的影响下,这些磁铁被吸引和排斥,导致螺旋桨旋转并产生足够的升力将机器人抬离地面。通过调节磁场强度可以精确控制机器人的飞行路径。

研究人员表示,微型飞行机器人可用于探索小腔和其他复杂环境,可以用于人工授粉或检查小空间,例如管道内部。目前,该机器人只能进行被动飞行。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检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飞行,但环境的突然变化(例如强风)可能会使其偏离航线。未来,研究团队将尝试添加主动控制,将能够实时改变机器人的姿态和位置。

操作机器人还需要电磁场线圈提供的强磁场。然而,将机器人进一步缩小到直径小于1毫米(大约相当于一只蚊子的大小)可以使其足够轻,以便由更弱的磁场(例如无线电波提供的磁场)控制。(辛文)