新开发的昆虫大小的无人机能够抵御碰撞

在该领域的多次尝试之后，麻省理工学院（MIT）的研究人员成功地将昆虫的敏捷性实现到了微小的飞行机器人中。和许多机器人技术的例子一样，该团队从自然中寻找灵感。昆虫在飞行中极其灵活，能够抵御碰撞，并且能够高效地在风暴和障碍物中导航。

凯文·陈（Kevin Yufeng Chen）教授是该系统的开发者，他是电气工程和计算机科学系以及电子研究实验室的成员。

该研究发表在期刊IEEE Transactions on Robotics上。联合作者包括：Zhiijian，MIT博士生；Siyi Xu，哈佛大学博士生；以及Pakpong Chiraattananon，香港城市大学机器人专家。

软驱动器动力飞行机器人

这些飞行机器人依赖于一类新的软驱动器，可以让它们克服现实飞行中的各种物理挑战。根据陈的说法，这些机器人最终可以被人类用来为作物授粉或在狭小的空间中检查机械。

当前的无人机需要开阔的空间，因为它们无法在狭小的空间中操作，主要是因为它们无法处理碰撞。

“如果我们看看现在的大多数无人机，它们通常都很大，”陈说。“它们的大多数应用都涉及在户外飞行。问题是：你能否创建像昆虫一样的小型机器人，可以在非常复杂、杂乱的空间中移动？”

根据陈的说法，“制造小型飞行机器人的挑战是巨大的”。

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替代缩小的电机

较大无人机的主要限制之一是，它们需要电机，而随着电机的缩小，效率会降低，这就是为什么陈说需要替代品的原因。

迄今为止的主要替代品是一种小型、刚性的驱动器，由压电陶瓷材料制成。这些材料负责了第一代微小的飞行机器人。但是，它们很脆弱，这使得机器人难以承受碰撞。

陈依靠软驱动器来开发更可靠的微小机器人，不像刚性的驱动器，软驱动器由薄的橡胶圆柱体组成，涂有一层碳纳米管。通过产生的静电力，机器人的翅膀可以快速地扇动。

新的驱动器可以以每秒500次的速度扇动翅膀，类似于昆虫。

“你可以在它飞行时击中它，它可以恢复，”陈说。“它还可以执行激进的动作，如在空中翻筋斗。”

像昆虫一样的无人机仅重0.6克，几乎相当于一只大熊蜂的重量。

“如果你想了解昆虫如何飞行，构建一个比例模型是非常有用的，”陈说。“你可以改变一些东西，看看它如何影响运动学或流体力学的变化。这将帮助你了解那些东西如何飞行。”

陈希望这些机器人可以被用于各种行业，如农业，并且可能的应用包括作物管理和搜索救援任务。

“所有这些事情对于现有的大型机器人来说都非常具有挑战性，”陈说。