MIT开发“萤火虫”机器人 有助搜救行动


麻省理工学院的科学家发明的昆虫大小的飞行机器人。

科学家造出了只有昆虫大小的飞行设备,而且能够像萤火虫般发光。研究者称这种设备很适合飞入人类难以抵达的地方,例如倒塌的建筑废墟内完成搜救任务

麻省理工学院(MIT)的研究人员以前开发的具有人造肌肉的昆虫机器人,能够像昆虫一样快速扇动翅膀飞行。这项新研究中,工程师向人造肌肉中加入了电致发光(electroluminescent)粒子。新型机器人可以通过发光信号互相通讯,将在各种搜救任务中有广泛的应用前景。

工程师用弹性材料层,和用作电极的碳纳米管材料层交替叠加在一起,卷起来成为柔软的圆柱体,制成这种人造肌肉材料。当圆柱体被施加电压的时候,电极材料会挤压弹性材料,从而形成机械压力,造成扇动翅膀的效果。

现在,研究人员向人造肌肉内加入一种硫酸锌粒子。这是一种电致发光材料,意即在电场作用下会发光的材料。这些粒子在高频电场的作用下,发出光子。研究人员使用高电压在人造肌肉内产生强电场,用高频电场驱动机器人,使得这些粒子发出明亮的光线。

主要研究员之一麻省理工学院的陈凯文(Kevin Chen)说:“以前所使用的电致发光材料很耗电,但是我们的电致发光材料从某种意义上说,几乎不耗电,因为我们只使用飞行所需的电场频率(使材料发光)。

陈凯文说:“我们没有使用额外的驱动机制、电线或任何部件,只需耗费大约3%的能量即可使其发光。”研究人员还发现,调整锌材料粒子里面的化学成分即可改变发光的颜色。他们造出了发绿光、橘黄色光和蓝光的材料。

研究者表示,发光的性能很重要,因为这便于追踪这些机器人。这些设备很轻,无法承载任何常用的较重的设备,比如蓝牙或无线通讯设备。研究人员以前常用红外线相机追踪它们,但是在户外的环境下难度很大。

而这种新型发光的机器人,使用几个手机的相机即可进行追踪。研究人员开发了一套电脑程序追踪这些发光的小机器人,位置的精确度可以达到2毫米范围以内。

陈凯文说:“我们使用的是便宜的硬件,追踪的效果却可以和成本高达数万美元的高档设备相比,且相当精确。”

最后,研究还介绍说,这些发光粒子材料只给机器人增加了2.5%的重量,所以几乎不影响它们的飞行性能。

这份研究6月1日发表于电气电子工程师学会(IEEE)的《机器人与自动化快报》(Robotics and Automation Letters)。