以动物为灵感的机器人现在很流行,最近的作品从鸟类、蛇、章鱼甚至昆虫身上获得了能力。小车生物王国刚刚提供了最新的灵感,它可以在非常小的范围内提供巨大的好处。
过去十年里,来自多所大学的一组机械工程研究人员一直在研究滴答虫的进化、解剖学和运动。近年来,该团队专注于研究这种小昆虫胸部的肌肉是如何使它不仅能飞行数倍于体长的距离,而且在仰面翻转时还能保持正确。这种被称为“扣曲”的推进力被视为一种自然特征,可以应用到机器人领域。
在一篇新发表的论文中,Sameh Tawfick领导的团队设计了一系列线圈驱动器,模拟了滴答虫的解剖结构。当被拉动时,这个梁状装置就会弯曲,并像昆虫的胸肌一样储存弹性能量。一旦驱动器被释放,所产生的放大的推动力将微型机器人向上推进,使其能够以与真正的虫子大致相同的速度机动越过障碍物。这种被称为动态屈曲级联的运动,可以被未来的机器人用于穿越和检查大型系统(如喷气涡轮)的内部,使用小型机载摄像机。
Tawfick在一份声明中解释说,该团队实验了四种机器人驱动器变体,以确定哪种是最经济有效的,基于生物数据和数学建模。最后,两种设计在不需要人工干预的情况下成功推动了机器人。
Tawfick说:“展望未来,我们对下一代机器人的确切设计还没有一个固定的方法,但这项研究为这项技术的进化埋下了种子。”他解释说,整个试错过程类似于生物进化。
科学家们还认为,未来使用动态屈曲级联执行器的昆虫大小的机器人可以部署在大型农场等农业环境中。通常,无人机和探测车等技术可以监测现场,但这些微型设备可以开辟全新的、更精细的观察和记录方法。