一種家蠅大小的帶翼機(jī)器人完成首次受控飛行。這種只有80毫克重的小型裝置被稱為“蜜蜂機(jī)器人”，有一對飛行時嗡嗡作響的翅膀，每秒鐘拍打120次。這種機(jī)器人已被研發(fā)10年，是飛行昆蟲的首個實(shí)用模型。
科學(xué)家在測試中用一根系留線控制蜜蜂機(jī)器人，使它起飛、盤旋和改變方向。將來它的潛在用途包括搜索與營救、監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)測甚至引領(lǐng)真正的蜜蜂給農(nóng)作物授粉等。但首先，蜜蜂機(jī)器人必須安裝一個微型計(jì)算機(jī)“大腦”和一個既小又輕、足以將它帶上高空的電池組。
《科學(xué)》雜志報道了這種機(jī)器人。它的設(shè)計(jì)靈感來自蒼蠅仿生學(xué)。蜜蜂機(jī)器人擁有極薄的翅膀和由壓電致動器制成的“飛行肌肉”。這些壓電致動器是在應(yīng)用電場時可以擴(kuò)張和收縮的陶瓷條。每個翅膀都被固定在線腿上方一個細(xì)長碳纖維軀干的頂部。和真正的蒼蠅一樣，這些翅膀可獨(dú)立活動、旋轉(zhuǎn)和拍打。拍打翅膀產(chǎn)生向下氣流，使蜜蜂機(jī)器人升到空中。它的向前和向后飛行是靠傾斜身體完成的。
哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院美國科研組成員索耶-福勒博士說：“蒼蠅只用很小的大腦就能在自然界完成一些最驚人的特技飛行。它們的能力超出我們所研發(fā)的機(jī)器人。所以我們希望更好地了解它們的生物學(xué)，然后把它應(yīng)用到我們的科研工作中。”這些研究人員在過去6個月中已制造出20個蜜蜂機(jī)器人模型。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的羅伯特-伍德教授表示：“我們必須從零開始為所有一切尋找解決方案。我們會獲得一個可用組件，但我們進(jìn)行到下一步時，就會出現(xiàn)5個新問題。這是一個不斷變化的目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)室最近在制造、材料和設(shè)計(jì)等多方面的確獲得突破性進(jìn)展。我們甚至已具備試驗(yàn)新產(chǎn)品的能力。結(jié)果證實(shí)它可以運(yùn)作，而且表現(xiàn)非常好。”
發(fā)現(xiàn)移動蜜蜂機(jī)器人翅膀的方法是主要問題。共同研究者、哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的凱文-馬表示：“大型機(jī)器人可用電動機(jī)運(yùn)作，但蜜蜂機(jī)器人太小，你必須提出一個替代方案。但一個也沒有。”這種裝置用19毫瓦特電力飛行，這個數(shù)字相當(dāng)于大多數(shù)昆蟲的能量消耗。
這些科學(xué)家指出，蜜蜂機(jī)器人副產(chǎn)品可能帶來廣泛的技術(shù)創(chuàng)新，其中包括復(fù)雜醫(yī)療設(shè)備的組件等。伍德表示：“對哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的科學(xué)家和工程師來說，這個項(xiàng)目提供了一個共同的科研動機(jī)，就是研發(fā)更小的電池，設(shè)計(jì)更有效的控制系統(tǒng)，研發(fā)更結(jié)實(shí)更輕的材料。”
