В RoboBee летает Соло

В лаборатории Гарвардского Microrobotics, в конце дня в августе, десятилетия исследований вылились в момент стресса, как крошечные, революционные Robobee совершил свой первый самостоятельный полет.

Аспирант Элизабет Фаррелл Хелблинг, доктор философии ’19, и постдокторант Ной т. Jafferis из Гарварда Джон А. Полсон Школы инженерных и прикладных наук (Seas), Высшей Школе Искусств и наук и Висс институт биологически вдохновленный инженерии поймал момент на камеру.

Хелблинг, который работал над проектом в течение шести лет, отсчитан нокдаун.

«Три, два, один, поехали.»

Светлые противотум. фары включены, а на солнечных батареях Robobee запустили в воздух. Для страшный второй, крошечный робот, еще без бортового управления и контроля, кренился в сторону света.

Вне камеры, Хелблинг воскликнул и обесточил. В Robobee упал мертвым из воздуха, поймал его кевлара ремни безопасности.

«Это было очень близко мне», — Хелблинг сказал с нервным смешком.

«Он пошел вверх,» Jafferis, который также работал над проектом в течение примерно шести лет, ответил взволнованно от скоростного монитор камеры, где он записывал тест.

И при том, что Robobee Гарвардского университета достигли своей последней крупной вехой — стать самым легким автомобилем когда-либо достичь устойчивого непривязанный полет.

«Это результат нескольких десятилетий», — сказал Роберт Вуд, профессор Чарльз Ривер инженерных и прикладных наук в морях, основной преподаватель Института Висса и главный исследователь проекта Robobee. «Обеспечение полетов является чем-то вроде уловки-22 как компромисс между массой и силой, становится крайне проблематично на малых масштабах, где полет по своей природе неэффективно. Это не поможет, что даже самым маленьким серийно выпускаемые аккумуляторы весят гораздо больше, чем робот. Мы разработали стратегии для решения этой проблемы за счет повышения эффективности транспортного средства, создавая очень легкий цепях питания, интеграции и высокой эффективности солнечных батарей».

Этот этап описан в природе.

Для достижения непривязанный полет, эта последняя итерация Robobee претерпел несколько важных изменений, включая добавление второй пары крыльев.

«Изменение от двух до четырех крыльях, наряду с менее заметных изменений привода и передаточное отношение, сделало корабль более эффективный, дал ему большую подъемную силу, и позволило нам поставить все необходимое на борту, не используя больше энергии», — сказал Jafferis.

(Добавление крыльев тоже заработал в этом Robobee прозвище «крестокрыл», после четырех крылатых истребителей из «Звездных войн».)

Что дополнительную подъемную силу, без дополнительных требований к власти, позволили исследователям перерезать пуповину сила, которая сохранила Robobee привязи в течение почти десятилетия-и прикрепить солнечные батареи и панели электроника для автомобиля.

Солнечные батареи, самый маленький имеющийся в продаже, весит 10 миллиграмм каждая и получите 0.76 милливатт в миллиграмм энергии, когда Солнце находится в полной интенсивности. В Robobee х-крыло нуждается в силе около трех земных солнц летать, что делает открытый полет вне досягаемости сейчас. Вместо этого, исследователи имитировать, что уровень солнечного света в лаборатории с галогенными лампами.

Солнечные батареи, которые подключены к панели электроники под пчелку, которая преобразует низкое напряжение сигнала солнечной батареи в высокое напряжение привода сигналы, необходимые для управления приводами. Солнечные батареи сидеть около трех сантиметров над крыльями, чтобы избежать помех.

В последней автомобиль с солнечных батарей и электроники, вес 259 мг (около четверти скрепки) и использует около 120 милливатт мощности, которая меньше энергии, чем потребуется для того, чтобы зажечь один шарик на веревочке водить Светов Рождества.

«Когда вы видите, Инжиниринг в кино, если что-то не работает, людей рубить на него один или два раза и вдруг он работает. Настоящая наука не так», — сказал Хелблинг. «Мы взломали эту проблему в разные стороны, чтобы, наконец, достичь того, что мы сделали. В конце концов, это довольно захватывающе».

Исследователи будут продолжать рубить, нацеленный вывести из строя и на плате управления, чтобы включить Robobee летать снаружи.

«За время существования этого проекта мы последовательно разработали решения для сложных проблем, как для построения сложных устройств на миллиметровой шкалы, как создать высокопроизводительный миллиметра-по шкале искусственные мышцы, биоинспирированные конструкций, и новых датчиков, и управления полетом стратегии», — сказал Вуд. «Теперь, когда энергетические решения возникают, следующий шаг-контроль на борту. Помимо этих роботов, мы рады, что эти базовые технологии находят применение и в других областях, таких, как минимально инвазивной хирургической техники, носимых датчиков, вспомогательных роботов, и тактильной коммуникации устройств-вот лишь немногие».

Гарвард был разработан портфель интеллектуальной собственности (ИС), связанных с процессом изготовления на миллиметр-шкалы приборов. Этот IP, а также связанных с ними технологий, могут быть применены к microrobotics, медицинского оборудования, бытовой электроники и широкого спектра сложных электромеханических систем. Гарвардский офис развития технологий является изучение возможностей для коммерческих воздействие в этих областях.

Данное исследование в соавторстве с Майклом Karpelson. Она была поддержана Национальным научным фондом и Управлением военно-морских исследований.

сделать разницу: спонсорские возможности