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哈佛大學RoboBee X-Wing無人機 拿下最輕無人機稱號

2019-06-29 10:10 性質:轉載 來源:前瞻網
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哈佛大學的“蜜蜂”牌飛行機器人靠259毫克的史詩級超輕體重,輕松擊敗蘇黎世聯邦理工學院重27g的納米級無人機,拿下“史上最輕無人機”稱號,還登...

  哈佛大學的“蜜蜂”牌飛行機器人靠259毫克的史詩級超輕體重,輕松擊敗蘇黎世聯邦理工學院重27g的納米級無人機,拿下“史上最輕無人機”稱號,還登上了國際頂級期刊《Nature》最新封面。

(圖片來源:youtube視頻截圖)

  這款機器人被稱為RoboBee X-Wing,主要由兩部分組成:90毫克的“蜜蜂”身體,帶有4個翅膀,包含兩個氧化鋁強化的壓電致動器,以此提高空氣動力學效率。169毫克的集成系統以及電子設備,包括“蜜蜂”身體上方的太陽能系統。

  RoboBee每秒振翅可達170次,能實現無纜自由飛行。

  由于機身僅重259毫克,比一根繡花還輕,因此RoboBee不可能靠體內安裝充電電池來驅動飛行,因為世面上最輕的電池都比RoboBee要重N倍,而光能供電便成為最佳選擇。

  靠太陽能驅動飛行的RoboBee可攜帶最多6塊太陽能電池板,太陽能電板安裝在四翼上方。

  在三個太陽光級別的強光照直射的條件下,太陽能電板能提供約110-120毫瓦能量,讓這個微型機器人持續飛行半秒鐘。

  這也同時意味著RoboBee現在還無法走出實驗室,因為正常的太陽光能量太弱,無法支持這款機器人正常飛行。

(圖片來源:《Nature》)

  其實,制造輕量級的機器人面臨最棘手的問題就是在質量和動力之間的做出平衡,機器人續航能力越長,功能越復雜,要求搭載的電池重量越大,這也就是為什么波士頓動力的Altas以及MIT的獵豹都如此龐大的原因。

  再者,太陽能轉換也是個難題。目前太能能轉換率極低是不可否認的事實,這也是太陽能汽車始終無法落地的最大阻礙。RoboBee要想走出實驗室,就必須攻克“如何在搭載最少量太陽能電板的情況獲得最大的能量”這個難關。

  不過相較于舊版,RoboBee能實現無電纜自由飛行也算是取得了長足的進步。

  為了滿足機器人超輕的特質,舊版的RoboBee只能由細細的外接電源線提供電力。這樣雖然暫時滿足了Robobee對電力的需求,但也決定了它沒辦法真正實現自由可控飛行。

(圖片來源:youtube視頻截圖)

  RoboBee還具有一項商用四軸無人機無可比擬的優勢--噪聲小。

  無人機的噪聲有多大?想想直升飛機你就能知道答案。雖說這樣的比較有點夸張,但無人機的噪聲確實已經達到擾民的程度。

  谷歌母公司Alphabet旗下的Wing就因為其送貨無人機的噪聲太大,而遭到澳大利亞當地500居民的聯名投訴,他們抱怨無人機在送貨過程中發出的嗡嗡聲不僅干擾了人們的休息,造成焦慮情緒,還嚇壞了附近的鳥類等生物。

  哈佛大學的研究人員根據仿生學,將傳統的無人機四軸換成類似昆蟲薄如蟬翼的翅膀,因此RoboBee振翅的聲音非常微弱。當然這與這款機器人超輕的體重也是分不開的。

  相比于大型飛機在廣闊的天空翱翔,這種微型機器人在調查勘探方面更具潛力。

  它能夠從自然災害、作物病害甚至戰爭地區中收集圖像和數據,小到不包含任何機械杠桿、齒輪;用于醫療領域,可幫助人類完成大型器械難以到達的區域。

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