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UC伯克利研发果蝇和跳虫两种仿生昆虫微型机器人达同规模最小

发布时间:2019-10-13 来源: 责任编辑:责任编辑NO。邓安翔0215

来历丨机器人大讲堂(ID:RoboSpeak)

作者丨蓝枫

最近,加州大学伯克利分校的研讨人员规划了两种仿生昆虫微型机器人,一种能够跳动,另一种能够摇动其人工翅膀。咱们在这里简称两个为“跳虫”与“果蝇”。

在规划上,研讨人员称,经过调查动物行为与比较发现,蚂蚁等昆虫由于需求爬过每一个妨碍,通行功率较低,而蚂蚱能够经过弹跳的方法来越障,终究抵达意图地。考虑到其它运用的场景,飞翔类的仿生机器人对飞翔场景的大气密度有所要求,而在地上弹跳的机器人只需求在有引力的场景下就能够运用。由此能够看出伯克利的研讨人员对其仿生机器人在其它星球的运用场景也有所考虑。

国际最小仿生“果蝇“机器人

研讨人员称,他们开发的第一个能够飞翔的仿生机器人是国际上第一个有用仿照昆虫翅膀运动学的亚毫米翼飞翔器,大多数小型扑翼微型机器人的质量均为100 mg。可是,在自然界中,细小的飞翔昆虫(例如果蝇)的质量仅仅为1毫克,有些乃至更小。

研讨人员解说说:“开发这种微型机器人的动机是为了缩小现已制作出来的机器人和或许制作出来的机器人之间的尺度距离。”“咱们的首要方针是运用机载发动机和机械设备,运用外部电力,演示这种规划的扑翼运动。”

小的飞虫一般经过摇动近乎大于本身体积的翅膀来发生升力。研讨人员在开发这个机器人的过程中面对的一个要害应战是规划一个小的履行器,使它能够发生足够大的动力来驱动人工翅膀。

为了处理与缩小微型机器人规划相关的问题,研讨人员发明了一个旋转马达,它不需求任何扩大组织就能作业。他们经过开发一种扭力绷簧来完成这一点,在这种扭力绷簧中,单个悬臂的小扭矩叠加起来,在共振时发生大的扭矩。

依据研讨人员的规划,飞翔机器人的特征尺度能够缩小到只要100微米,乃至是1微米的尺度。有意思的是,他们的“果蝇”机器人的制作周期较短。此外,它的作业电压低至70mV,这在未来也能够大规划运用。

迄今最轻的“跳虫“机器人

研讨人员开发的第二个微型机器人是一个跳动机器人,巨细为17mm x 6mm x 14mm,仅重75毫克。这个绑着绳子的机器人每分钟能够跳动6次,能完美的用脚着落。跳动高度仅为8毫米,机器人每次跳动大约耗费6.4微瓦的能量。

就像那个“果蝇”机器人相同,这个微型机器人也是同类机器人中最小的,至少在研讨人员看来是这样的。事实上,在曩昔的研讨中,最小的跳动机器人带着的机载电源分量约为300毫克,在化学电源耗尽之前只能跳动一次。

研讨人员表明,“咱们的方针是开宣布一种分量在100毫克以下、可重复跳动的机器人。”跳动机器人在跳动时通常用腿敏捷地推进地上。这种跳动的瞬时功率需求太高,无法用车载电机再现。为了战胜这一应战,之前的研讨现已运用电机在板载组织中存储能量,然后快速开释能量,这使得机器人能够履行跳动。

研讨人员表明说:“电机很重,很难在小范围内制作,因而需求特别的操控信号来完成。“跳动机器人的单个电机经过堆集小的旋转来发生接连的旋转运动。然后,这个动作被用来环绕一根绳子,这根绳子的规划意图是拉动储能组织中的绷簧。当能量到达一个特定的阈值后,该机制敏捷开释机器人贮存的能量,终究使得机器人能够跳起。

研讨人员弥补说:“咱们的马达运用的是一个简略的操控计划,咱们用1毫克的光伏电池为它供电。当红外线激光照射到这些电池时,它们就会发生电流。”

令人形象深入的是,研讨人员成功制作出了迄今为止最小的翼展设备,其质量与果蝇适当。他们还成功地规划出了迄今为止最轻的、带有机载电源的自在跳动机器人。

本文经授权转载自机器人大讲堂(ID:RoboSpeak),如需二次转载请联络原作者

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