科技| 麻省理工重新设计微型机械人 减少翅膀飞行时间延长100倍

[星岛综合报道] 受到蜜蜂的启发，美国麻省理工学院（MIT）的机械人研究人员设计出新型昆虫级飞行机械人，采用全新概念的翅膀系统，使其能够飞行长达 1,000 秒，比以往类似机械人长 100 倍。

这些机械人重量不到一克，拥有振翅飞行的能力，不仅能延长飞行时间，还能提升敏捷度，甚至能够在空中翻筋斗，并描绘出「∞」符号。此外，它们的平均飞行速度为每秒 11.8 吋（30 公分），比果蝇还快。

这些微型机械人意义重大，因为它们有望提供一种精确的人工授粉方法，能在多层仓库内种植水果和蔬菜，大规模发展室内农业，减少对广阔农田的需求。

此外，这些机械人还能协助蜜蜂进行关键的授粉工作。近年来，由于农药影响和栖息地丧失，全球蜜蜂数量已减少数百万甚至数十亿只。今年的一项调查显示，美国 200 多名商业养蜂人报告，他们的蜂群平均损失超过 50%，经济损失估计超过 1.39 亿美元。

如何打造更优秀的「机械蜜蜂」呢？此前的设计使用了八片翅膀，分为两组。然而，研究人员发现，这种翅膀排列方式在拍动时会互相扰动气流，导致升力减少。研究团队的新设计将翅膀数量从八片减少至四片，不仅提高了稳定性与升力，还腾出了更多空间，可容纳额外的电子元件。

这些翅膀使用由弹性体层夹在碳纳米管电极之间所制成的柔性致动器，并卷成圆柱状——类似于人工肌肉。当这些「肌肉」快速收缩与延展时，就会产生机械力，使翅膀拍动。

重新设计后，这些人工肌肉在高频率运动时所承受的压力更小。此外，延长的铰链能更好地承受拍翼带来的压力。每个机械人尺寸为 4 公分 x 4 公分（1.575 x 1.575 吋）。

这些改进使微型机械人一次可飞行长达 17 分钟，速度比过去任何设计更快，还能完成身体翻滚和双重翻转动作，这意味着它们能够有效执行预定飞行路径并进行精确操控。

研究人员认为，这些微型飞行机械人仍有进一步改进的空间，例如利用新设计将飞行时间延长至 10,000 秒，在减少翅膀数量后的空间内安装电池与感测器，并提升飞行精准度，使它们能够精确降落并从花朵中央起飞。这些改进将使其在实验室之外发挥更广泛的应用，例如在垂直农场中进行机械授粉。

图片：MIT News

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