折纸技术,正改变无电池机器人空中飞行方式
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  • 科技联播
  • 2023-09-15 19:56:00 3031

探索未来科技:无电池空中变形机器人

在机器人技术的不断演进中,一项由华盛顿大学的研究人员引领的突破性创新正逐渐揭开了它的神秘面纱。这项研究不仅展示了机器人领域的前沿进展,更是开启了无电池驱动机器人在空中变形的新篇章。

独特的小型机器人——这些被形象地称为“微型飞行器”的机器人,以其独特的功能和设计,引起了广泛的关注。它们与传统机器人最大的不同之处在于,无需依赖电池驱动,而是通过集成的太阳能收集电路和折纸技术,实现了空中形状的变化和飞行控制。

核心组件与技术——每台微型飞行器内部集成了一个无电池执行器、太阳能收集电路和控制器,这些关键部件协同工作,使得机器人能在空中自主触发形状的改变,进而调整飞行模式。采用的三浦折纸法,结合精准的控制逻辑,使得机器人在下降过程中能巧妙地“锁定”折叠位置,从翻滚状态平滑过渡至垂直降落,同时在空中均匀分散。

控制与应用——为了精确操控这些机器人的形状变化和飞行轨迹,研究团队采用了多种创新手段,如机载压力传感器、机载计时器和蓝牙信号等,有效增强了控制系统的精度与响应速度。这些技术的应用,不仅确保了飞行器在复杂环境下的稳定性能,也为其实现了多样化的应用潜力。

微型飞行器的特性——这些机器人轻巧至极,仅重400毫克,却能在微风中从40米高空坠落,飞行距离达到足球场大小,展现出惊人的飞行能力。此外,内置的传感器还能实时监测飞行过程中的温度、湿度等环境参数,为科学研究、环境监测及紧急救援等提供宝贵数据。

技术突破与挑战——项目首席科学家Vikram Iyer指出,折纸技术的创新应用为微型飞行器的设计带来了前所未有的可能性。通过结合Miura-ori折叠技术、能量收集和微型执行器,机器人能够模仿不同种类的树叶飞行方式,实现高度节能的空中变形。尽管当前的机器人只能单向转换,但从翻滚到下落,但研究团队表示,未来的目标是实现双向转换,以提升在恶劣天气条件下的着陆精度。

多机构支持与合作——这项研究的成功凝聚了华盛顿大学和威斯康星大学多位科学家与工程师的智慧与汗水,其背后的资助来源包括摩尔基金会奖学金、国家科学基金会、国家GEM联盟、谷歌奖学金计划、Cadence奖学金计划、华盛顿NASA太空拨款奖学金计划和SPEEA ACE奖学金计划等多个资助机构。

结语

这一研究不仅代表了机器人技术领域的重要突破,更是对未来的无限想象。无电池、空中变形的微型飞行器,以其独特的设计和高效节能的特点,为科学研究、环境保护、紧急救援等多个领域提供了崭新的解决方案。随着技术的进一步发展和完善,这类机器人有望在更多场景中大放异彩,开启人类探索未知世界的全新篇章。

    本文来源:图灵汇
责任编辑: : 科技联播
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