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新型机器昆虫受损后仍能飞行

赵桂锋 2023-3-26 14:46 新华网 161854 0

摘要:    新华社华盛顿3月24日电 蜜蜂等昆虫在翅膀受到一定损伤后仍能飞行,但人造飞行器往往会因一个小洞而坠毁。美国研究人员日前报告,他们设计出一种几厘米长的机器昆虫,能克服一定程度损伤对其中“人造肌肉”的影响 ...

  新华社华盛顿3月24日电 蜜蜂等昆虫在翅膀受到一定损伤后仍能飞行,但人造飞行器往往会因一个小洞而坠毁。美国研究人员日前报告,他们设计出一种几厘米长的机器昆虫,能克服一定程度损伤对其中“人造肌肉”的影响,维持飞行能力。

  美国麻省理工学院研究人员日前在美国期刊《科学·机器人学》上发表论文说,他们使用一种名为“介电弹性体致动器”的柔性材料作为“人造肌肉”,它能将电能转化为机械能,为机器昆虫两侧的翅膀提供动力。实验显示,这种机器昆虫在“人造肌肉”被10根针扎穿或一侧翅膀被剪掉20%的情况下仍能飞行。

  据介绍,其中关键是“人造肌肉”材料有一种故障自清除机制,能断开电极与微小损伤部位的连接,让装置能继续运作。然而,这需要掌握好材料中碳纳米管的含量,碳纳米管太多会妨碍故障自清除机制发挥作用,碳纳米管太少则无法让“人造肌肉”产生足够的动力。研究人员成功找到了优化平衡点,能在保持飞行动力的前提下使自清除机制发挥作用。

  对于较大的损伤,研究人员开发出一种激光修复技术,能让以往必须报废的机器昆虫重新投入使用。研究人员将“人造肌肉”拆卸下来,用激光沿破损部位外围烧蚀,产生细微损伤,触发自清除机制将整个破损部位隔离起来。据评估,过去需要报废的机器昆虫经过修复后,可恢复87%的飞行能力。

  类似昆虫的微型飞行器在救灾、勘测等工作环境中极易受损,新技术可增强它们的耐用性,有重要的实用价值。

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