太阳能动力RoboBee X-Wing可自由飞翔 | 广东省智能创新协会

发布日期:2019-06-30 10:00
全新的智能机器人RoboBee X-Wing采用太阳能电池,一对额外的机翼和改进的执行器,可以在短时间内不受限制地飞行。



第一代智能机器人蜜蜂被设计成非常像蜜蜂,在蜜蜂秤上有两个扑翼。毕竟,蜜蜂可以用两只翅膀做很多事情,为什么机器人不能呢?事实证明,为什么小翼机器人不能做蜜蜂做的事情有很多原因,至少就目前而言--像偏航控制这样的东西已经被证明有点棘手,这也是为什么不那么明确的蜜蜂般设计使用四个翅膀而不是两个。 

我们今年在ICRA看到了一些令人印象深刻的研究表明,两翼的偏航控制是可能的,但是四翼具有额外的优势--即更多的机翼意味着更多的动力来提升更多的东西。并且具有更大的提升能力,即使它看起来有些奇怪,也可以拥有一个完全独立的机器人昆虫。

在本周的“大自然”杂志上,由罗伯特·伍德教授领导的哈佛大学微机器人实验室的研究人员正在展示他们的RoboBee平台的四翼版本。他们称这个版本为RoboBee X-Wing,由于太阳能电池和光源可以让它自我充电,因此它能够进行不受限制的飞行。

我们应该指出,这不是我们见过的第一个光动力的自给式机翼昆虫飞行。去年在华盛顿大学ICRA的一个小组演示了一个双翼机器人,当激光射向其太阳能电池时可以起飞。哈佛大学的研究人员表示,他们机器人的飞行是“持续的”,而不仅仅是“升空”,这在一定程度上可以解释,但是在这个空间里有很多令人兴奋的创新空间。

无论如何,RoboBee X-Wing长5厘米,重259毫克。顶部是太阳能电池,在底部是所有驱动电子设备,您需要将太阳能电池板输出的电压提升至200伏特,驱动执行器所需的电压会使机翼拍动频率达200赫兹。机器人的零部件按照它们的方式排列的原因是为了使太阳能电池板远离机翼的气流,同时保持机器人在机翼所在的整个重心。机器人没有任何自主控制,但它足够稳定,可用于持续时间不到一秒的非常短的开环飞行。

太阳能电池的原因是机器人无法提升它为机翼供电所需的那种电池,因此必须提供机外电源。如果你不想要一个有线电源,这意味着需要某种无线电源。威斯康星大学使用了激光,但X-Wing与太阳相关。实际上需要三个太阳,因为一个是不够的,研究人员用一些强大的灯来模仿阳光。这意味着X-Wing对于户外操作来说还不实用,尽管他们下一个改进版本应该将太阳光的数量减少到1.5倍,这意味着它可能会像维纳斯一样工作。

在目前的版本中,RoboBee X-Wing确实为传感器等产品留下了一些质量预算,但听起来研究人员主要关注的是将功率需求降低到一倍太阳光强度或以下。在RoboBee X-Wing达到真正自主飞行的程度之前,它将需要进行一些设计优化和额外的集成改进工作,但我们目前看到的是朝着这个目标取得的重大进展。