哈佛的這只“蜜蜂”機器人游泳潛水全都會，還能輕松破水而出

哈佛的這只“蜜蜂”機器人游泳潛水全都會，還能輕松破水而出

導(dǎo)語

飛行潛水機器人RoboBEES比其他同類機器人要輕1000倍，在潛入水中后能自驅(qū)安全著陸。可以用在搜尋搜救、環(huán)境監(jiān)測、生物學(xué)習(xí)等領(lǐng)域。

RoboBee是哈佛大學(xué)Wyss研究所發(fā)明的一個微型飛行機器人，項目在2013年首次亮相，當(dāng)時的RoboBee還只能起飛和飛行。

現(xiàn)在，這只小“蜜蜂”get的最新技能是游泳、潛水，然后自行從水中飛出并在附近安全著陸。

對我們來說，把手或者其他身體部位抬離水面是一件很容易的事情，但對于像昆蟲那樣小的東西來說這就是一個很大的挑戰(zhàn)了，因為水的表面張力會阻礙它們從水中穿出。

想象我們正在給一個杯子加水，在水平面高過玻璃杯沿的時候，水依舊不會落下。將落未落時的水面就像緊緊裹著一層水膜，拉著水不讓它流下去，這就是液體的表面張力。正是因為這種張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走。

而RoboBee的重量僅為175毫克（是一美分硬幣重量的十四分之一）。對于這種尺寸的機器人來說，液體表面的張力是它重量的10倍。用哈佛大學(xué)工程學(xué)教授羅伯特·伍德（Robert Wood）的話說就是“來自液體表面張力的力量就像是一個不可穿透的墻壁。”

圖：重新設(shè)計的RoboBee有四個浮力支架和一個中央氣室。（圖片來源：哈佛工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院）

為了解決這個問題，哈佛大學(xué)的研究人員為RoboBee配備了一個方形的中央氣室，這個氣室相當(dāng)于就是一個小型的“可燃火箭”，可以支撐它打破水面張力。

具體的原理是，RoboBee氣室內(nèi)的電解板會將水分解成氫氣和氧氣，然后將它們混合在一起，使之易于燃燒。一旦氫氧化合物混合足夠，內(nèi)部微小的火花塞就會被燒完。隨后氣體點燃，機器人就可以被彈出水面。

Science Robotics期刊用了一句話形容這個過程：RoboBee像是有了彈道。

從水中射出后，RoboBee的“翅膀”可以控制自身的運動軌跡，之后安全著陸在茶杯附近或者其他地方。

不過由于重新設(shè)計的RoboBee尺寸有限，沒有多余的空間安裝復(fù)雜的傳感器或其他指令系統(tǒng)，所以盡管它可以飛，也能在水面行走自如并自行破水而出，但是目前還不能被我們遠程控制，而且也不能像真正的蜜蜂那樣執(zhí)行一些有意義的任務(wù)，比如給農(nóng)作物授粉。

“我們希望，RoboBee在自身重量和水面張力的協(xié)調(diào)表現(xiàn)可以給之后多功能微型機器人設(shè)計帶來啟發(fā)，也希望這款蜜蜂機器人未來可以移動到復(fù)雜的地形去幫我們執(zhí)行各種任務(wù)，”研究人員Yufeng Chen在哈佛大學(xué)官網(wǎng)發(fā)布相關(guān)新聞時說。

文章鏈接：

Yufeng Chen, et al, "A biologically inspired, flapping-wing, hybrid aerial-aquatic microrobot," Science Robotics 25 Oct 2017:
Vol. 2, Issue 11, eaao5619, DOI: 10.1126/scirobotics.aao5619

（本文來源：北青網(wǎng)；）