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史上第一隻無線「機械昆蟲」RoboFly 起飛啦!

昆蟲大小的飛行機器人很常出現於科幻作品中,但實際上,過往的技術難以達到能讓超小型飛行機器人維持輕量的同時,具備足夠的電子設備提供動力與控制能力飛上天。

華盛頓大學的團隊在今年(2018)於澳洲布里斯本舉辦的機器與自動化國際研討會上,發表了 RoboFly,一種只比牙籤重上一點點、靠雷射光提供能量的超小型機器昆蟲。

RoboFly 靠雷射光束獲得能量。 圖/Mark Stone@University of Washington

「在此之前,昆蟲大小的無線飛行機器人基本上只是科幻小說的概念。我們能否在無線的狀態下讓它們運作?RoboFly 展現了成真的可能。」Sawyer Fuller,團隊成員,華盛頓大學機械系助理教授說。

最大的工程挑戰在於起飛拍翅,機翼拍動是個很耗電的過程,而機翼的動力與控制器都會太龐大而笨重,無法應用於超小型機器。Fuller 前一個成品 RoboBee 就牽了一條線路──通過這條線路提供電力和控制。但理想中的飛行機器應該可以直接起飛,這就是 RoboFly 的挑戰。

團隊使用不可見的雷射光束提供 RoboFly 動力,雷射光束射到 RoboFly 上方的光伏電池,由此提供動力。雷射光本身提供的電壓並不足夠,因此團隊另外設計了一組電路,將光伏電池提供的電壓提升到飛行所需的 240V 電壓。

為了 RoboFly 得以控制翅膀飛行,工程師在電路中設置了微控制器作為「大腦」,它可以控制翅膀「拍打」與「停止」,透過快速送出有時間差的脈波,使翅膀順利拍打起飛。

目前 RoboFly 只能起飛和降落,而一旦光伏電池沒有直接接觸到雷射光束,機器人就會耗盡電力並且著陸。團隊希望有一天能透過控制雷射光束,讓 RoboFly 能夠盤旋飛來飛去。雖然 RoboFly 目前是用雷射光束供電,但未來也可能運用微型電池或者無線電頻率信號獲得能量,由此適應不同的任務需求。

RoboFly 的重量約為接近牙籤重量。圖/Mark Stone@University of Washington

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vMaker編輯部

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