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北航團隊研發出4.21克靜電飛行器
http://www.crntt.hk   2024-08-05 11:09:20
 
  從爬行到起飛

  北航博士生、團隊成員詹文成也給記者展示了團隊最新的成果。擁有黑色外殼的“甲蟲”,看上去還沒有一個礦泉水瓶蓋大,在複雜的微縮地形測試中,小巧的昆蟲機器人展現出驚人的靈活性與適應性,四條細長的腿靈活擺動,在障礙物中間來回穿梭,宛如真正的甲蟲。

  據詹文成介紹,昆蟲機器人體內植入了能源、控制、通信和傳感系統,能夠通過精密的傳感器與智能算法,精準識別並避開障礙,執行探測任務。團隊還設計了仿生奔跑步態,讓這只機械甲蟲能夠進行步頻和步幅的自適應調節,即使在高載重的情況下,也能夠快速爬行。

  “承載能力有很大的突破,它的自重是0.3克,可以在帶一個2克重物的情況下,每秒大概爬行40厘米。”詹文成說。“目前我們最複雜的是一套視覺傳感系統,重量大概是1.5克。”

  這只碳纖維“甲蟲”每一個細微的動作背後,都積累了團隊在微機電系統、人工智能算法及仿生學設計上15年的心血。從最早的機理研究,到後來慢慢拓展至驅動器的研究,再慢慢拓展到整機。這項研究跨越了力學、電學、控制學和機器人等多個學科,且在初期面臨設備缺乏和經驗不足的挑戰。

  用閆曉軍的話說,這個過程可謂“篳路藍縷”。

  “我們最早設計昆蟲機器人,其實是想讓它飛起來的。但是目前微型機器人如果使用大容量電池,重量過大導致無法飛起來;如果用小容量電池,則無法提供足夠的能量讓其飛起來,所以最後就轉而做成了爬行的。”閆曉軍略顯遺憾地說。

  為了讓“甲蟲”能飛起來,閆曉軍和團隊其他成員找來生物學的相關文獻,仔細研究;又找來了一些昆蟲紀錄片,包括蜜蜂、蜻蜓等,一幀一幀研究昆蟲飛行的姿態和軌跡。

 


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