微型昆虫飞行器仅重五克

2022-02-22 5164 庞州 澳门日报

 近日,英国布里斯托大学研究人员开发了一种微小的飞行机械人,其翅膀有一种新型的电动“肌肉”,会嗡嗡作响。该原型机重约○点○一磅(五克),翼展为五点九英寸(十五厘米),飞行速度约为每小时二点六公里。

 据悉,科学家是从蜜蜂和其他飞行昆虫中汲取灵感,创造了一种称为液体放大拉链致动器(Laza)的人造肌肉系统,该系统无需旋转部件或齿轮即可实现机翼运动。机翼本身就像一个带负电的电极,而它的上方和下方是两个带正电的电极。然后将电荷馈送到上部正极,然后是下部正极,由于静电吸引力,会导致机翼被吸引到每个正极。因此,这会产生向上和向下的拍打运动,并允许这个飞行机械人在没有电机的情况下飞行。

 研究人员表示,机械人的翅膀非常高效,实际上它们提供的能量比同等重量的昆虫肌肉还要大。此外,该机械人也非常安静,这意味着情报部门可能会对它非常感兴趣,因为它可能可以在不被发现的情况下进行窃听。

 该研究的主要作者蒂姆 · 赫普斯博士表示:“打败大自然是非常具有挑战性的,如果我们能产生比昆虫肌肉更多的能量,这意味着我们可能有比昆虫更好的表现——这真的很令人兴奋。”他补充说:“这非常具有挑战性,因为大自然做了如此出色的工作。”

 直到现在,典型的微型飞行机器人都使用电机、齿轮等複杂的传动系统来实现机翼的上下运动。然而,参与这项研究的研究人员表示,这增加了複杂性、重量和不希望的动态效应。

 在这项研究中,该团队展示了Laza如何在超过一百万个循环中提供一致的拍打,这对于製造可以进行长途飞行的拍打机械人非常重要。蒂姆 · 赫普斯博士说:“通过Laza,我们直接在机翼上施加静电力,而不是通过複杂、低效的传输系统。”

 研究人员认为,这将带来更好的性能、更简单的设计,并将为未来的应用(例如海上风力涡轮机的自主检查)开启一种新型的低成本、轻型扑翼微型飞行器。科学家希望这个机器人未来能够在倒塌的建筑物等灾区寻找倖存者,监控难以到达的基础设施并为农作物授粉。

 水 登

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