美國(guó)華盛頓大學(xué)研究人員開發(fā)出一種小型無電池機(jī)器人設(shè)備

美國(guó)華盛頓大學(xué)研究人員開發(fā)出一種小型機(jī)器人設(shè)備，可在下降過程中通過折疊形式來改變它們?cè)诳罩酗w行的方式。2023 年9 月13 日，該研究成果發(fā)表在《科學(xué)·機(jī)器人》上。

這種微型飛行器重約400 mg，當(dāng)從40 m 高的微風(fēng)中掉落時(shí)，可飄行一個(gè)足球場(chǎng)的距離。每個(gè)設(shè)備都是無電池設(shè)計(jì)，僅有太陽能收集電路和控制器，以觸發(fā)半空中的這些形狀變化。它們還攜帶了機(jī)載傳感器，以便在飆升時(shí)測(cè)量溫度、濕度和其他條件。

研究人員稱，折紙技術(shù)為微型飛行器開辟了新的設(shè)計(jì)空間，將來自樹葉幾何圖案的靈感與能量收集和微型執(zhí)行器相結(jié)合，飛行器就能模仿不同樹葉在半空中的飛行。這種高能效的方法可對(duì)微型飛行器的下降進(jìn)行無電池控制。

團(tuán)隊(duì)表示，這些飛行器系統(tǒng)解決了幾個(gè)設(shè)計(jì)上的難題，如足夠堅(jiān)硬，以避免在發(fā)出信號(hào)之前意外過渡到折疊狀態(tài)；又比如狀態(tài)之間能快速轉(zhuǎn)換，設(shè)備的板載執(zhí)行器只需大約25 ms 即可啟動(dòng)折疊；它們還能在不受電源束縛時(shí)改變形狀，功率收集電路利用太陽光即可提供能量。

目前，該微型飛行器只能向一個(gè)方向過渡——從翻滾狀態(tài)到下降狀態(tài)，但允許研究人員同時(shí)控制多個(gè)微型飛行器的降落。未來，該設(shè)備將能夠在兩個(gè)方向上過渡，也將支持在湍流風(fēng)條件下更精確地著陸。