来源： 时间：2021-10-05 17:35:07
科学家首次设计了一种比回形针还小的昆虫状机器人，既可以飞行又可以游泳-为未来的双空中水上机器人车辆铺平了道路。
最大的挑战是相互冲突的设计要求: 飞行器需要像机翼或帆这样的大型翼型来产生升力，而水下飞行器需要最小化表面积以减少阻力。
为了解决这个问题，哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 的工程师从海雀那里获得了线索。
带有华丽喙的鸟类是自然界最熟练的混合动力汽车之一，它采用类似的拍打动作来推动自己在空气中前进，就像在水中一样。
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“通过各种理论，计算和实验研究，我们发现拍打推进的机理实际上在空气和水中非常相似，” SEAS哈佛微型机器人实验室的研究生Kevin Chen说。
RoboBee是在博士后研究员罗伯特·伍德 (Robert J Wood) 的实验室中设计的，是一种微型机器人，比回形针还小，它像昆虫一样飞行和盘旋，每秒拍打着几乎看不见的微小翅膀120次。
为了从空气过渡到水，团队首先必须解决表面张力问题。
RoboBee体积小，重量轻，无法破坏水的表面张力。
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为了克服这一障碍，RoboBee以一定角度在水面上盘旋，瞬间关闭其机翼，并毫不客气地撞向水中以下沉。
接下来，团队必须考虑水的密度增加。
该论文的第二作者研究生法雷尔·赫尔布林 (Farrell Helbling) 说: “水的密度几乎是空气的1,000倍，如果我们不调整它的拍打速度，它就会把机翼从机器人蜂上折断。”
该小组将机翼速度从每秒120个襟翼降低到9个，但保持拍打机构和铰链设计相同。
游泳机器人蜂通过调整机翼的行程角度来改变方向，就像在空中一样。就像飞行版本一样，它仍然被拴在电源上。
该小组通过使用去离子水并用胶水涂覆电连接来防止RoboBee短路。
虽然这款RoboBee可以无缝地从空气移动到水，但它还不能从水过渡到空气，因为它不能产生足够的升力，而不折断它的一个翅膀。
陈说，解决设计挑战是研究的下一阶段。
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