全球首款微型機器昆蟲試飛成功

作者 | 發布日期 2013 年 05 月 03 日 16:39 | 分類 手機
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蒼蠅是世界級頂尖飛行高手,可在空中固定盤旋,或在高速飛行中急劇轉換方向。美國哈佛大學從蒼蠅與蜜蜂身上得到啟發,經過十幾年的研究設計,終於開發出世界上首款機器昆蟲Robobee,並在2013年5月2日試飛成功。整個開發過程也發表於近一期的Science期刊上。





機器昆蟲飛行時每秒可振翅120次

Robobee重量僅80毫克,大小跟一枚銅板差不多,翼展長3釐米,翅膀薄且彈性佳,飛行時每秒可振翅120次,頻率幾乎與蒼蠅一樣,快得肉眼根本無法看清。在實驗室飛行測試中,這款機器昆蟲展現了穩定、可控的飛行能力,能在空中盤旋並沿著預先設定好的路線加速飛行,目前能連續飛行超過20秒。而且有趣的是,Robobee飛行時消耗的功率大約19毫瓦,經折算與蒼蠅的消耗一樣。

突破次毫米限制的製程

製作Robobee的工程幾乎是史無前例且極為浩大,為了突破次毫米(sub-millimeter)尺度的限制,除了需要結合不同領域的最新研究成果,在材料科學的創新也必須跟得上這些科學家的想像,這也是為什麼這台機器昆蟲從發想到完成需要耗費十幾年的功夫。舉例來說,Robobee的一對超薄微型翅膀,是由一種能將外加電壓轉變為機械應力的壓電材料製成,當通電時電壓在不斷快速的切換下,能讓翅膀靈活快速的拍打。

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須克服電源與半導體晶片尺寸等困難

而Robobee未來需要克服的部分有兩方面,一是電源問題,現有電源最輕的也要0.5克,是Robobee體重的數倍,因此目前只能用一根超輕銅線連接Robobee與電源。另外則是沒有自己的「腦」,因為即使是手機大小的微晶片,對它而言也太大。

未來可能的應用?

如果將來電源與腦的問題能夠獲得解決,Robobee將可廣泛應用於人類的生活中:像是環境監測,檢測環境中微量的化學物質;協助搜救人員進行搜救工作;也可以幫助農業生產,解決因蜜蜂族群大幅消失所造成農作物無法授粉的問題;另外也有人擔心Robobee會被拿來用做政府監視人民的工具。而在這些琳瑯滿目的應用底下,這些寒窗十年的科學家最大的心願其實很簡單──希望了解昆蟲飛行的方式。
 

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