RoboBee是第一个实现控制飞行的软肌肉微型机器人

八翼机器人，每个软启动器有两个机翼   哈佛微型机器人实验室/哈佛海洋

哈佛大学的Robobe项目多年来一直处于微机器人技术的前沿。我们饶有兴趣地看到，随后的发展使这台微型机器能够飞行、游泳、悬停、栖息并失去系绳。在一项新的开发中，RoboBee已经成为第一个使用软执行器实现受控飞行的微型机器人——让机器移动的人工肌肉。
 
软执行器的主要优点是提高了弹性——由于其质量较低，已经成为微型机器人的一种优势。拥有柔软的人造肌肉可以让机器人避免撞到墙壁、掉到地上或撞到其他机器人时受到伤害。
 
困难在于使软执行器足够强大，以实现飞行，同时为微型机器人提供足够的控制，使其能够悬停。哈佛大学的软执行器技术被认为是第一个取得这些突破的技术。
 
新的进展是哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）和怀斯生物灵感工程研究所（Wyss Institute for Biological Inspired Engineering）的工作。研究人员基于现有的电子软致动器技术，使用100毫克的弹性体，当暴露在电场中时会变形。
 
正是通过提高应用该领域的电极的导电性，研究人员才能够与传统上用于微型机器人的刚性致动器的性能相匹配，从而实现每千克600瓦的功率密度。



此外，研究人员还提高了稳定性，建造了一个轻巧的机身来容纳微型机器人，并用一根线来防止执行器屈曲——这是软人造肌肉历来习惯做的事情。
 
研究人员在两翼和四翼机器人身上演示了这项技术。双翼飞机可以从地面起飞，而配备了两个执行器的四翼飞机可以继续飞行，尽管在布满障碍物的环境中发生了多次碰撞。
 
他们甚至还驾驶了两个四翼模型，以显示它们在相互碰撞后可以继续飞行。他们还建立了一个使用四个执行器的八翼模型。
 
这些软执行器版本的RoboBee目前在飞行时被拴住，通过非车载放大器提供电源，通过外部运动捕捉设置进行导航。
 
研究人员希望这项技术能应用于搜索和救援，有可能让机器人真正飞入瓦砾和密闭空间。
 
他们说，软执行器易于组装和更换，但下一个挑战是提高其效率，这落后于带有刚性执行器的典型微型机器人。根据资深研究作者罗伯特·伍德（Robert Wood）的说法，如果效率可以匹配的话，“天空就是我们制造机器人的极限。”还有一个棘手的问题，那就是要再次摆脱束缚。
 
资料来源：哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）