研讨者对初代机械人停止改革，推出了新款蜜蜂机械人
据哈佛年夜学工程与运用迷信学院官方网站报导，该校的约翰·A·保尔森工程学院与威斯生物工程研讨所的迷信家们配合协作，研收回名为“蜜蜂机械人”的最新混杂型机械人。该研讨项目由美国国度迷信基金会和哈佛年夜学威斯生物工程研讨所配合支撑，相干研讨论文已揭橥于外刊杂志《迷信机械人》上。
自2003年开端，蜜蜂就进入了研讨者的视野。它们是勤奋的“休息者”，体型娇小，飞翔迅速，在采食花粉、酿造花蜜之余，还能坚持外部组织井井有条。一个地域，缺乏了蜜蜂，植物授粉就会遭到影响。迷信家们以为，若能模拟蜜蜂，制造出微型仿活力器人，既能替换蜜蜂的任务，又能装备其他壮大功效，将会为人类的将来生涯带来极年夜方便。
因而，在2012年岁终，哈佛年夜学的研讨人员共推出20种蜜蜂机械人原型。它们固然外形各别，但根本都有超薄的“同党”和超强的微动力体系。2013年揭橥于《天然》杂志上的论文注解，经由十年研发，人们终究迎来了体重仅80毫克的第一代“蜜蜂机械人”。虽然在飞翔机能上还有诸多须要改良的处所，但它根本完成了迷信界的最后预期。
本年，研讨者对初代机械人停止改革，推出了新款蜜蜂机械人。研讨者称，新款机械人属于混杂型机械人，它不只飞翔技巧一流，还能自若黏附在墙壁上。更使人意想不到的是，它还能服从批示，进入水中，或潜水，或泅水，最初前往水面，平安着陆。论文注解，新一代蜜蜂机械人的分量要比任何一款水陆两用机械人轻1000倍，顺应多种用处，还能从事搜救行为、情况监测和帮助生物研讨等。
哈佛蜜蜂机械人将退化偏向调剂为水下
比拟好像一根火柴棒的第一代蜜蜂机械人，本年的进级版本体型更年夜，全体色彩也从本来的银黑色改成黄黑色。分量为175毫克，是曩昔的两倍。底部仍然坚持了“四足鼎峙”的设计，但机身已修正为长方体盒子外形，顶部也不再单有两只通明同党，而是增加了四个偏向上的感应支架。这让它看上去更像一架微型无人机，而非简略的仿活力器人。
因为无人机量产曾经完成，会飞的小机械人在年夜众看来其实不是甚么新颖事，所以哈佛蜜蜂机械人将退化偏向调剂为水下，从最后贴在水面上不动，到现在能潜入水中泅水。
万万别小视水的力气，对人类而言，分开水是件很轻易的事，但关于像虫豸这类体型渺小的生物来讲，倒是个挑衅。新款蜜蜂机械人比一美分硬币轻14倍，如许的尺寸前提下，水的外面张力是机械人本身分量的10倍，是机械人腾飞所需晋升力的3倍，的确是超强引力！哈佛年夜学工程学传授罗伯特·伍德表现，想象一下你在浴缸内洗澡，全身浸入水中，再从水底起身的那种感到，水带来的外面张力就像是一堵没法穿越的墙壁。
为懂得决这个成绩，研讨者对四腿机械人停止了年夜改革，特别是在浮动装配上，为它装备了微型可燃火箭，可以或许在刹时供给打破水表张力的迸发性动力。伊丽莎白·赫尔布林是哈佛微型机械人试验室的研讨生和揭橥论文的协作者，他引见称，机身的长方形盒子就是一个中心集气室。一旦机械人游到水面邻近，室内就会扑灭火花，电解板开端将水变成可燃性的氢氧混杂气体。
从体型上不好看出，蜜蜂机械人自己的载荷才能无限，没法携带活动所需燃料，所以研讨者们不能不找出一个发明性处理计划，好比从情况中寻觅可应用资本。由此，研讨者联想到火箭发射所需的氢和氧，并融会到电解制气不只能处理燃料成绩，还能应用气体的浮力解脱水的张力。一旦火花扑灭，腔室内会刹时充斥气体，嗖的一声，冲出水面。正如论文所述，机械人不只取得活动助力，还构成了活动的预设弹道。
哈佛年夜学技巧开辟办公室曾经为蜜蜂机械人请求了专利
除破解水表张力的困难以外，微型机械人试验室的研讨者们还优化了机翼设计。他们表现，蜜蜂机械人是第一个可以或许在庞杂情况中重复往返挪动的微型机械人。新设计许可机械人在水与空气之间直接过渡，这是天然虫豸做不到的。
水的密度是空气的1000倍，两种性质分歧的介质对机翼的请求很高，其拍动速度在转换中变更很年夜。假如振动频率太低，机械人会飞不起来；频率太高，机翼就会在水中折断。联合实际模子和试验数据，研讨人员寻觅到了机翼尺寸与振动频率的黄金组合。新同党采取了多形式活动设计，空气中的拍动频率为220至300赫兹，水中则变成9至13赫兹。
研讨者还指出，经由过程修正机械人的设计，新版蜜蜂机械人的有用载荷才能是第一代的三倍以上，这使得机械人可以或许携带额定装备，包含气室、电解板、电火花和灵巧的支架腿。这使它退化为一种多功效机械人，并能在庞杂情况中完成各类义务。
虽然新型蜜蜂机械人已成为微型机械人范畴的一年夜造诣，但它还未到达完善的境地。罗伯特·伍德表现，因为以后的机载传感器机能缺乏，活动跟踪体系存在限制，蜜蜂机械人还不克不及从飞翔状况即刻推动水中，愿望将来能转变这一状态。另外，为便于汇集数据和飞翔掌握，机械人在试验中仍然还带着导线停止试飞。没法装置庞杂制导体系，招致它还不克不及被长途掌握。
现在，蜜蜂机械人的研讨结果已能构成一个平台，在这个平台上，力的感化方法与表示形状都与人类世界有诸多差别。飞翔时，它感到就像是踩着水；泅水时，它似乎被蜜糖包抄。外面张力带来的艰苦无所不在，微型机械人却让我们无机会以一种异常丰硕的方法摸索这类景象。
哈佛年夜学技巧开辟办公室曾经为蜜蜂机械人请求了专利，并正在摸索贸易化的契机。很显著，经由数十年的技巧积聚，蜜蜂机械人会成为一个连续赓续的项目，更高真个微型水陆两用机械人行将走入人们的生涯。
