导读
近日，美国华盛顿年夜学的工程师们初次割断了约束飞翔机械人的电线，并为它们添加了“年夜脑”。他们设计出的飞翔机械人 RoboFly 睁开了初次自力地振翅飞翔。关于 RoboFly 来讲，这是一次渺小的振翅；关于机械人类来讲，这倒是一次伟大的奔腾。
配景
虫豸般年夜小的飞翔机械人能赞助人类完成费时的义务，例如查询拜访年夜型农场的农作物发展情形，或许嗅出泄漏的气体。然则这些机械人小到没法应用螺旋桨，是以它们的飞翔是靠振动渺小的同党。但是，作为这些机械人的“表亲”，比它们更年夜的无人机，平日会采取螺旋桨。小尺寸的优势在于：这些机械人制作本钱低，易于“溜进”狭窄的空间中，而比它们更年夜的无人机却没有方法进入狭窄的空间。
然则，今朝飞翔机械人依然须要用电线拴在空中上。例如，笔者已经引见过美国哈佛年夜学工程和运用迷信学院开辟的微型飞翔机械人RoboBee，这类虫豸般年夜小的机械人既可以泅水，也能够飞翔。然则，供电和掌握同党的电子装备普通都重到让这些小型机械人难以携带。是以，为了节俭分量，电力必需用电线从内部来供应。
（图片起源: 哈佛年夜学微型机械人试验室 / 工程和运用迷信学院）
立异
近日，美国华盛顿年夜学的工程师们初次割断了约束飞翔机械人的电线，并为它们添加了“年夜脑”。他们设计出的飞翔机械人 RoboFly 睁开了初次自力地振翅飞翔。关于 RoboFly 来讲，这是一次渺小的振翅；而关于机械人类来讲，这倒是一次伟大的奔腾。
5月23日，团队将他们的研讨结果揭橥于澳年夜利亚布里斯班召开的机械人与主动化国际会议（International Conference on Robotics and Automation）上。
（图片起源:Mark Stone/ 华盛顿年夜学）
技巧
RoboFly 只比牙签略微重一点点，并由激光供电。它采取一个微型板上电路将激光的能量转化为足够的电力来操控其同党。
（图片起源: Mark Stone / 华盛顿年夜学）
论文合著者之1、华盛顿年夜学机械工程系助理传授 Sawyer Fuller 表现：“之前，虫豸年夜小的无线飞翔机械人的概念只涌现在科幻小说中。那末，我们能在无线的情形下让它们任务吗？我们的新型无线 RoboFly 已异常接近实际。”
工程方面的挑衅重要在于振翅。拍打同党是一个功耗很年夜的进程，电源和批示同党的掌握器都很年夜且很粗笨，以致于微型机械人没法搭载它们。所以，之前的虫豸机械人RoboBee才会被一根电线牵住，这根电线用于吸收来自空中的能量和掌握。
然则，飞翔机械人应当可以或许本身零丁操作。Fuller 及其团队决议采取狭小的弗成见激光束来为机械人供电。他们让激光束指向贴在RoboFly上方的光伏电池，并将激光转化为电力。
（图片起源: Mark Stone / 华盛顿年夜学）
论文合著者之1、华盛顿年夜学 Paul G. Allen 盘算机迷信与工程学院的 Shyam Gollakota 表现：“为了将年夜量电力敏捷传输至同时又不增长许多分量，这是最有用的门路之一。”
激光依然没法零丁供给足够的电压来挪动同党。是以，团队设计了一个电路，它将光伏电池输入的7伏电压晋升至飞翔所需的240伏。同时，为了让 RoboFly 掌握本身的同党，工程师们设计了一个“年夜脑”：他们在雷同的电路中添加了一个微掌握器。
以下图所示：具有升压电路（右边的铜线圈和黑色盒子）的柔性电路（黄色）
和微掌握器“年夜脑”（右上方的黑色正方形盒子）。
（图片起源: Mark Stone / 华盛顿年夜学）
论文合著者之1、华盛顿年夜学电气工程系博士生 Vikram Iyer 表现：“微掌握器就像真实的飞翔虫豸的年夜脑，告知同党肌肉甚么时光任务。它发送‘用力拍打’或许‘停滞拍打’等指令给RoboFly的同党。”
（图片起源: Mark Stone / 华盛顿年夜学）
特殊是，掌握器以波的情势发送电压模拟真实虫豸同党的振动。论文引导作者、机械工程系博士生 Johannes James 表现：“它应用脉冲构成波。为了让同党敏捷地拍打，它敏捷收回一系列脉冲，然后当将近到达波峰时，它会让脉冲变慢。然后，它会相反地操作，让同党向别的一个偏向安稳地拍打。”
价值
Fuller 说：“我真想做成一个能找到甲烷泄漏的飞翔机械人。你买到一个充斥飞翔机械人的手提箱，翻开它，然后这些飞翔机械人会在修建物邻近飞来飞去，寻觅管道泄露的气体羽流。假如这些机械人能很轻易找到泄漏，那末这些泄漏就会极可能被敏捷修复，从而削减温室气体排防。它遭到了真实飞虫的启示，这些飞虫异常擅长飞来飞去寻觅有气息的器械。所以我们以为，这关于 RoboFly 来讲是一个好运用。”
将来
如今，RoboFly 只能腾飞和下降。一旦它的光伏电池分开激光的直接对准线，机械人将会停电并下降。然则团队愿望不久可以或许操控激光，让 RoboFly 可以回旋而且飞来飞去。
Gollakota 表现，今朝 RoboFly 由激光供电，而将来的版本将采取电池或许从无线电旌旗灯号中接收能量。那样的话，他们的电源可以依据特别的义务须要停止修正。
Fuller 表现，将来的 RoboFlies 无望具有更高等的“年夜脑”和传感器体系，从而赞助它们导航和自力地完成义务。
