科技日?qǐng)?bào)北京9月17日電 (記者張夢(mèng)然)美國(guó)華盛頓大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出一種小型機(jī)器人設(shè)備,可在下降過(guò)程中通過(guò)折疊形式來(lái)改變它們?cè)诳罩酗w行的方式。研究成果發(fā)表在新一期《科學(xué)·機(jī)器人》上。
這種微型飛行器重約400毫克,大約是一枚釘子重量的一半。當(dāng)從40米高的微風(fēng)中掉落時(shí),可飄行一個(gè)足球場(chǎng)的距離。每個(gè)設(shè)備都是無(wú)電池設(shè)計(jì),僅有太陽(yáng)能收集電路和控制器,以觸發(fā)半空中的這些形狀變化。它們還攜帶了機(jī)載傳感器,以在飆升時(shí)測(cè)量溫度、濕度和其他條件。
研究人員稱,折紙技術(shù)為微型飛行器開(kāi)辟了新的設(shè)計(jì)空間,將來(lái)自樹(shù)葉幾何圖案的靈感與能量收集和微型執(zhí)行器相結(jié)合,飛行器就能模仿不同樹(shù)葉在半空中的飛行。在展開(kāi)的平面狀態(tài)下,折紙結(jié)構(gòu)在風(fēng)中混亂地翻滾,類似于榆樹(shù)葉;但是切換到折疊狀態(tài)就會(huì)改變它周圍的氣流并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的下降,類似于楓葉落下的方式。這種高能效的方法,可對(duì)微型飛行器的下降進(jìn)行無(wú)電池控制。
團(tuán)隊(duì)表示,這些飛行器系統(tǒng)解決了幾個(gè)設(shè)計(jì)上的難題,如足夠堅(jiān)硬,以避免在發(fā)出信號(hào)之前意外過(guò)渡到折疊狀態(tài);又比如狀態(tài)之間能快速轉(zhuǎn)換,設(shè)備的板載執(zhí)行器只需大約25毫秒即可啟動(dòng)折疊;它們還能在不受電源束縛時(shí)改變形狀,功率收集電路利用太陽(yáng)光即可提供能量。
目前微型飛行器只能向一個(gè)方向過(guò)渡——從翻滾狀態(tài)到下降狀態(tài),但允許研究人員同時(shí)控制多個(gè)微型飛行器的降落。未來(lái)該設(shè)備將能夠在兩個(gè)方向上過(guò)渡,也將支持在湍流風(fēng)條件下更精確地著陸。
【總編輯圈點(diǎn)】
機(jī)器人正在持續(xù)“精進(jìn)”!它們的形態(tài)、功能不斷迭代升級(jí),應(yīng)用場(chǎng)景也在快速拓展。從形態(tài)上來(lái)講,其外觀不僅局限于機(jī)械手、機(jī)械臂、人形機(jī)器人,還發(fā)展出五花八門(mén)的新形態(tài);從功能上來(lái)分,它們不僅會(huì)聊天、能處理流水線生產(chǎn)任務(wù),還學(xué)會(huì)了繪畫(huà)、跳舞、做手術(shù)等;從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看,它們已深入到一些更加細(xì)分、專業(yè)的場(chǎng)景中,例如執(zhí)行地下管道監(jiān)測(cè)、體內(nèi)藥物輸送任務(wù)等。這些變化同時(shí)也意味著,機(jī)器人技術(shù)越來(lái)越需要與其他領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)進(jìn)行深度交叉和融合。
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