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對(duì)一些人來(lái)說(shuō)，微型昆蟲機(jī)器人似乎只不過(guò)是有趣的、古怪的小玩意兒，但是這些網(wǎng)絡(luò)生物在搜索和救援、農(nóng)業(yè)和危險(xiǎn)檢測(cè)等領(lǐng)域的潛力是巨大的。

但這些機(jī)器人在電源，傳感器，控制和穩(wěn)定性在微觀尺度上都存在著問(wèn)題。美國(guó)南加州大學(xué)的研究人員正在從昆蟲身上汲取靈感，研發(fā)Bee+機(jī)器人，致力于解決穩(wěn)定性的問(wèn)題。

微型昆蟲狀的飛行機(jī)器人已經(jīng)出現(xiàn)在人們視野里很長(zhǎng)一段時(shí)間了。例如，2007年由美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局資助的機(jī)器人Fly只能做到上下浮動(dòng)。

2008年，僅重3克的Delfly Micro被《吉尼斯世界紀(jì)錄大全》宣布為“世界上最小的配備相機(jī)的飛行器”。但當(dāng)哈佛大學(xué)研發(fā)的80毫克的機(jī)器人在2013年首次飛行時(shí)，它讓Delfly Micro看起來(lái)像一只口袋里裝著磚頭的信天翁。

在本月提交給IEEE機(jī)器人和自動(dòng)化信函的Bee+項(xiàng)目中，南加州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)機(jī)器蜜蜂的格式進(jìn)行了擴(kuò)展。

哈佛大學(xué)的機(jī)器人因?yàn)橹挥幸粚?duì)翅膀而限制了它的機(jī)動(dòng)性，這使得飛行控制變得困難，飛行穩(wěn)定性也有些波動(dòng)。有了一對(duì)機(jī)翼（每個(gè)機(jī)翼由一個(gè)微小的25毫克的壓電驅(qū)動(dòng)器控制），機(jī)器人的操作員可以控制滾轉(zhuǎn)、俯仰和推動(dòng)，但不會(huì)使機(jī)器人偏離航線。

南加州大學(xué)的研究小組觀察到，為了能夠增加偏航控制，蜜蜂+確實(shí)需要四個(gè)翅膀，就像真正的昆蟲一樣，但這有可能增加機(jī)器人的重量。機(jī)器人身上的執(zhí)行器已經(jīng)占到了80毫克總量的50毫克，再加上兩個(gè)會(huì)使這個(gè)微型機(jī)器人太重而不能飛行。

所以，南加州大學(xué)的團(tuán)隊(duì)制造了更輕、更好的執(zhí)行器。哈佛RoboBee使用的是由三層組成的雙模驅(qū)動(dòng)器。兩個(gè)外層壓電層通過(guò)信號(hào)交替收縮，這反過(guò)來(lái)又使內(nèi)層前后彎曲，從而像昆蟲的翅膀一樣拍打它。

相反，南加州大學(xué)的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了unimorph執(zhí)行器。這些裝置只使用了一條壓電材料就可以使得無(wú)源層來(lái)回移動(dòng)。由此帶來(lái)的飛行控制改進(jìn)意味著Bee+能夠沿著一條路徑飛行并避開障礙物，因?yàn)檫@些unimorph執(zhí)行器更簡(jiǎn)單，它們的制造成本也更低。

事實(shí)上，unimorph執(zhí)行器的重量只有雙形態(tài)版本的一半，這意味著即使有四個(gè)33毫米長(zhǎng)的翅膀，Bee+的重量也只有95毫克。而且由于整個(gè)機(jī)器人的負(fù)載分布在四個(gè)翅膀上，而不是兩個(gè)，Bee+的耐用性和預(yù)期壽命預(yù)計(jì)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他兩翼機(jī)器人。

然而，微型飛行器的未來(lái)之路仍然是十分艱難的。Bee+的重量是大黃蜂的10倍左右，機(jī)載電源和微電路的問(wèn)題仍然需要解決，需要許多不同學(xué)科的技能。