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前沿技术
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2017-10-26
那个只会「跳水」的 RoboBee 微型机器人，如今终于学会了「鲤鱼跃龙门」
不过，RoboBee 跳出水面后，还不能保持飞行。
一年前，球盟会登录入口网页版曾介绍一款由哈佛大学研发的仿生机器人 RoboBee，该机器人只有硬币大��，可以在空中飞行，也可以潜入水中，但是不能从水里回到空中。
现在哈佛大学的研究人员推出了新版的 RoboBee 机器人，不仅保留了 RoboBee「天上飞 」和「水里游」的能力，还让 RoboBee 拥有了「冲出水面」的能力。
「这是世界上第一个能够穿越不同环境的微型机器人，」该项目的研究员 Yufeng Chen 说：「球盟会登录入口网页版设计了新的机械结构，能够让机器人从水里过渡到空气中，这对于自然界中的昆虫来说都是个不小的挑战。」
设计该机器人最大的挑战来自于机器人的尺寸和水的密度。由于水的密度远大于空气，如果机器人的翅膀在水中扇动太快会断裂，若扇得太慢则无法在空气中飞行。 研发人员通过大量实验以及理论模型的验证，找到最佳的扇动频率：当机器人在空气中扇动翅膀的频率为 220 Hz 到 300 Hz，在水中的频率为 9 Hz 到 13 Hz 时，机器人就能保证在两种介质中移动速度的平滑过渡。
另外一个设计挑战是水面张力，水面的表面张力对于微型机器人来讲就像是一堵「无法穿过」的墙。为了冲破水面张力，研究人员在机器人身上设计了一个轻巧的腔室、一个电解器、一个火花器。当机器人上浮到水面时，腔室里的电解器将水分子电解成氢气和氧气，把机器人的翅膀推出水面，然后火花器点火，点燃混合气体，将机器人推出水面。
为了增加 Robo-Bee 的负载能力，研究人员改善了前作的动力装置，新作 RoboBee 的负载量是前作的三倍，足以承载上述所有的新装置，并且重量只有 175 毫克，比前作还轻 90 毫克。
不过，由于 Robo-Bee 没有任何传感器和运动跟踪器来捕捉它的姿态和位置，所以 RoboBee 被推出水面后还无法保持飞行，研发人员表示，这个问题会在未来的研究中解决。
「我希望未来的微型机器人设计者能够从 RoboBee 中获得灵感，开发出可以适应不同地形并执行特定任务的微型机器人，」Yufeng Chen 说到，「球盟会登录入口网页版也会持续优化 RoboBee，让它的功能更加丰富。」
