可控飛行的最小無線機(jī)器人問世

最新研制的飛行機(jī)器人直徑不到1厘米，配備兩個(gè)微型磁鐵。圖片來源：美國加州大學(xué)伯克利分校

科技日?qǐng)?bào)北京4月1日電 （記者劉霞）美國加州大學(xué)伯克利分校科學(xué)家受蜜蜂啟發(fā)，研制出一款飛行機(jī)器人。它直徑不足1厘米，重量僅21毫克，是目前世界上實(shí)現(xiàn)可控飛行的最小無線機(jī)器人，將用于人工授粉、探索管道內(nèi)部微小空間或其他復(fù)雜環(huán)境。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志。

要讓機(jī)器人飛行，必須為其配備電池等電源以及控制飛行的電子設(shè)備，但這兩者都很難集成到極小且輕便的飛行器內(nèi)。為攻克這一難題，研究團(tuán)隊(duì)使用外部磁場(chǎng)為設(shè)備供電，并控制其飛行路徑。

新型機(jī)器人外形類似一個(gè)小螺旋槳，內(nèi)置兩塊小磁鐵。在外部磁場(chǎng)的作用下，磁鐵被吸引和排斥，使螺旋槳旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生足夠升力，讓機(jī)器人離地飛行。機(jī)器人的飛行路徑則由磁場(chǎng)強(qiáng)度精準(zhǔn)控制。就像蜜蜂在花間飛舞采蜜一樣，這款機(jī)器人也可懸停、變軌，接近甚至擊中小目標(biāo)。

團(tuán)隊(duì)坦言，目前這款機(jī)器人缺乏機(jī)載傳感器檢測(cè)當(dāng)前所處位置或飛行軌跡，無法實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式。因此，雖然它能精準(zhǔn)飛行，但如果環(huán)境突變，比如強(qiáng)風(fēng)來襲，可能會(huì)偏離航線。他們計(jì)劃為其添加主動(dòng)控制功能，從而實(shí)時(shí)改變機(jī)器人的姿態(tài)和位置。

操控這款機(jī)器人目前需要強(qiáng)磁場(chǎng)。團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將其“體型”縮小到直徑小于1毫米。如此一來，無線電波提供的微弱磁場(chǎng)即可對(duì)其進(jìn)行控制。

團(tuán)隊(duì)還在研制5毫米級(jí)“集群”機(jī)器人。這些機(jī)器人可爬行、滾動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，還能像螞蟻一樣協(xié)同工作。他們?cè)O(shè)想，未來這些機(jī)器人可被注射到人體內(nèi)，協(xié)同完成消融血栓或其他任務(wù)。