加州大學柏克萊分校的工程師們研發了一種新型飛行機器人，靈感源自昆蟲，就像在花叢間飛舞的大黃蜂一樣，可以懸停、改變方向並攻擊小型目標。它的直徑不到1厘米，重量僅21毫克，是世界上最小的可控飛行無線機器人。

加州大學柏克萊分校的工程師發明了一種受昆蟲啟發的新型飛行機器人，它可以懸停、改變軌跡，甚至擊中小型目標。該飛行機器人直徑不到1厘米，並配備兩塊微型磁鐵。施加外部磁場會使機器人旋轉，產生足夠的升力來幫助機器人飛行。圖片來源：Adam Lau/加州大學柏克萊分校

這款受大黃蜂啟發的機器人寬度不到一厘米，可以懸停、改變方向並擊中小目標。

加州大學柏克萊分校機械工程系傑出教授林立偉表示：“蜜蜂展現出非凡的航空能力，例如導航、懸停和授粉，而類似規模的人工飛行機器人卻無法做到這一點。這款飛行機器人可以通過無線控制接近並擊中指定目標，模擬蜜蜂採集花蜜並飛走的授粉機制。”

林是有關該機器人的新論文的資深作者，該論文於3 月28 日星期五在《科學進展》雜誌上在線發表。

機器人要實現飛行，通常需要電池等電源和電子設備來控制其運動。然而，將這些組件裝入一個微型輕巧的設備中是一項重大挑戰。為了解決這個問題，林和加州大學柏克萊分校的團隊利用外部磁場為機器人提供動力並引導其飛行路徑。

加州大學柏克萊分校的工程師發明了一種受昆蟲啟發的新型飛行機器人，它可以懸停、改變軌跡，甚至擊中小型目標。機器人的設計初衷是模仿大黃蜂等昆蟲的飛行行為。圖片來源：Adam Lau/加州大學柏克萊分校

該機器人形狀類似小型螺旋槳，包含兩塊小磁鐵。在外部磁場的作用下，這些磁鐵相互吸引和排斥，帶動螺旋槳旋轉，產生足夠的升力，使機器人離開地面。透過調節磁場強度，可以精確控制機器人的飛行路徑。

具有類似飛行能力的下一個最大的機器人直徑為2.8 厘米，幾乎是新型飛行機器人的三倍。

小規模，大可能性

「微型飛行機器人對於探索小腔體和其他複雜環境非常有用，」該研究的共同第一作者、最近在加州大學柏克萊分校獲得工程學博士學位的隋凡平說道。 “這可以用於人工授粉或檢查管道內部等狹小空間。”

目前，該機器人只能被動飛行。這意味著，與飛機或更先進的無人機不同，它沒有機載感測器來探測其當前位置或軌跡，也無法即時調整其動作。因此，雖然機器人能夠精確地確定飛行路徑，但環境的突然變化（例如強風）可能會使其偏離航線。

加州大學柏克萊分校的工程師發明了一種受昆蟲啟發的新型飛行機器人，它可以懸停、改變軌跡，甚至擊中小型目標。加州大學柏克萊分校的研究生岳偉（左）和工程學教授林立偉分別手持一個機器人。圖片來源：Adam Lau/加州大學柏克萊分校

「未來，我們將嘗試添加主動控制，這將使我們能夠即時改變機器人的姿態和位置，」該研究的共同第一作者、林立偉實驗室的研究生岳偉說。

操作機器人還需要電磁場線圈提供的強磁場。然而，如果將機器人進一步縮小到直徑小於1毫米（大約相當於蚊蟲大小），就可以使其足夠輕，從而可以透過更弱的磁場（例如無線電波提供的磁場）進行控制。

除了這款受大黃蜂啟發的新型機器人外，林的團隊還發明了一款受蟑螂啟發的機器人，它可以在地板上快速移動，即使被人類踩到也能倖免於難。岳正在研發新型「蜂群」機器人，它們可以像螞蟻一樣協同工作，完成單一機器人無法單獨完成的任務。

「我正在研究5毫米級的機器人，它們可以爬行、滾動和旋轉，它們還可以協同工作，組成鏈條和陣列，或者完成更艱鉅的任務，」岳說。 “它們可能用於微創手術，因為我們可以將多個機器人注射到體內，讓它們協同工作，形成支架、消融血栓或執行其他任務。”

編譯自/ ScitechDaily