飛行機器人相比地面機器人擁有諸多優(yōu)勢,但它們的能效顯然不高。一款實驗性新型機器人解決了這一問題,它利用機翼輔助機制進行跳躍,而非傳統(tǒng)意義上的行走或飛行。該機器人由麻省理工學院、香港大學和香港城市大學(此前曾研發(fā)出Hopcopter)的科學家團隊研發(fā),重量不到 1 克,高略高于 5 厘米(2 英寸)。

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由于其節(jié)能設計,據(jù)估計該機器人可以承載同等大小傳統(tǒng)飛行機器人 10 倍的重量 麻省理工學院的梅蘭妮·戈尼克

它配備了一根垂直放置的彈簧碳纖維桿,可以像彈簧單高蹺一樣跳躍。它的身體頂部有四片受昆蟲啟發(fā)的撲翼,由電控人造肌肉驅動。目前,該機器人與外部電源連接,并由外部運動跟蹤系統(tǒng)引導。

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機器人飛向空中

當機器人第一次掉落到地面時,其腿部彈簧在撞擊時會被壓縮,從而儲存能量。

彈簧反彈時,能量被釋放,將機器人推向空中。機器人的翅膀拍動提供額外的升力,使其能夠跳躍高達 20 厘米(7.9 英寸),同時橫向移動速度高達每秒 30 厘米(11.8 英寸)。即便如此,它消耗的功率仍然遠低于實際依靠翅膀飛行時。

在跳躍的頂點,運動追蹤系統(tǒng)會識別機器人的下一個著陸點,包括其角度和地形類型。隨后,連接計算機的控制算法會計算機器人著陸到該點所需的速度和角度,以便成功完成下一次跳躍。

因此,機翼用于在飛機下降時調整其方向,以確保滿足這些標準。通過這種方式,該機器人能夠輕松越過障礙物,并穿越各種崎嶇不平或傾斜的地形,而這些地形通常難以通過輪式或步行機器人。到目前為止,它已經(jīng)成功越過草地、冰面、濕玻璃、不平坦的土壤,甚至動態(tài)傾斜的平板。與此同時測試表明,該機器人飛行相同距離所消耗的能量比傳統(tǒng)無人機機器人少 64%。

由于該機器人非常節(jié)能,科學家們現(xiàn)在計劃為其配備內置電池和運動追蹤系統(tǒng)。它還可以裝載額外的傳感器,未來或許可以用于在災難現(xiàn)場搜尋幸存者或探索危險環(huán)境等任務。

該項研究由蕭逸軒、白松楠和關忠濤領導,其論文最近發(fā)表在《科學進展》雜志上。您可以在下方視頻中看到該裝置跳躍的過程。