“群体崩溃紊乱”在世界各地的蜂群中已经成为一个越来越普遍的现象,蜜蜂传粉对于人类的饮食有着至关重要的影响,为了解决这个问题,哈佛大学的Microrobotics Labs和Wyss生物启发工程研究所的工程师研发了一款微型飞行机器人。2013年,首次亮相的RoboBee只能起飞和飞行。
这款机器人设计的理念是:不仅能够代替昆虫完成传粉的任务,还可以代替人类进行搜救 。
目前,RoboBee的最新版本呈现出这款机器人,既能飞行又能潜水,甚至还能在从水中飞回到空中。
“蜜蜂”机器人RoboBee
对人类而言,能够很容易把手或者其他身体部位抬离水面,但对于像昆虫一样小的东西而言,这是一个很大的挑战,因为水的表面张力会使他们难以挣脱水面。
水的张力的直观表现,可以通过往一个杯子加水上看到。在水平面高过玻璃杯沿的时候,杯子里的水依旧不会落下,将落未落时的水面如同紧紧裹着一层水膜,拉着水不让它流下去,这就是液体的表面张力。张力的存在,使有些小昆虫能无拘无束地行走在水面上。
机器人RoboBee的重量仅为175毫克(是一美分硬币重量的十四分之一),液体表面的张力是它重量的10倍。因此挣脱液体张力对它来说十分困难。
重新设计的RoboBee有四个浮力支架和一个中央气室。
为了解决该问题,哈佛大学的研究人员为RoboBee配备了一个方形的中央气室,这个气室相当于就是一个小型的“可燃火箭”,可以支撑它打破水面张力。
RoboBee气室内的电解板会将水分解成氢气和氧气并使其混合,一旦氢氧化合物混合足够,内部微小的火花塞就会被烧完。当气体点燃时,机器人就可以被弹出水面。
Science Robotics期刊把这个过程形容为:RoboBee像是有了弹道。
挣脱水面后,RoboBee的“翅膀”可以控制自身的运动轨迹,之后安全着陆在附近或者其他地方。
新版的RoboBee机器人设计尺寸有限,空间有限,无法安装复杂的传感器或其他指令系统,所以目前它还不能被远程控制,因此也不能像真正的蜜蜂那样执行任务,比如给农作物授粉。
但是,研究人员Yufeng Chen表示:希望RoboBee在自身重量和水面张力的协调表现能够给多功能微型机器人设计带来启发,同时也希望,经过深入研究与开发,未来这款蜜蜂机器人能够移动到复杂的地形去执行各种任务。
无疑,虽然RoboBee机器人设计还不完善,但是它未来的发展空间与运用空间将十分广阔。