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小小昆虫机器人大用途!

来源:中国科技网-科技日报 | 发表日期:2015-12-02
简介:昆虫机器人重量微不足道,仅80毫克,而最小的激光雷达系统都要800克,所以重量确实是一个问题。此外,动力也是个问题,因为97%的电源都需要用来支持飞行。

昆虫机器人研发的最终目标就是协助农作物的授粉率以及能在救灾中准确定位受灾人。在2012年惊艳“问世”的“昆虫机器人”,它历经了首次飞行和降落成功的试验后,现在都已经能从空中直接进入水中游动了。同时研究人员还希望利用导航系统来赋予昆虫机器人一双慧眼,让它在飞行或游动中能按照既定路线行进。

根据美国《大众机械》杂志官网11月18日的相关报道,美国国家科学基金会已经拨付了110万美元,将用于布法罗大学和佛罗里达大学的科学家们联合研发昆虫机器人导航系统。该系统将采用激光雷达(Lidar)成像新技术,可发出不可见的光束,然后由传感器通过计算光波反馈的时间来测定与物品的距离及物品形状。

新技术面临的挑战在于:如何将这个类似于保障无人驾驶汽车安全行驶的技术,用在只有一分钱硬币大小的昆虫机器人身上。

昆虫机器人重量微不足道,仅80毫克,而最小的激光雷达系统都要800克,所以重量确实是一个问题。此外,动力也是个问题,因为97%的电源都需要用来支持飞行。布法罗大学计算机科学家卡希克·丹徒正在编写一种让激光雷达系统更有效利用数据的算法,而佛罗里达大学的桑吉·卡帕尔和谢惠凯(音)正致力于缩小硬件尺寸。团队成员希望最终构建一个带有“微激光雷达”导航的内部动力系统。

当然,这种技术可能在搜救工作和农作物授粉中大有用武之地。如果数据都能传回处理中心,一群昆虫机器人理论上就能用来创建3D地形图或者准确扫描建筑物。

如何在保障性能的基础上,尽可能减小电子元件的尺寸并降低能耗,是摩尔定律带给电子产业的魔咒。有了大型机器人,我们还要研发昆虫机器人,使其微小的体积具备同样全面的能力。除“眼睛”外,动力、能源、结构和其他感知系统等,也都要缩小到极致。尽管本研究正在推进,但包括Lidar在内的测距技术,近年来在原理上并没有重大突破,只是在结构和性能上有所改进。或许,多向自然学习,向昆虫学习,用理论创新打破尺寸魔咒,是研究的另外一条捷径。

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