受鳥類和昆蟲啟發(fā)的無人機多年來一直在扇動翅膀,例如哈佛大學的RoboBee 或DelFly Nimble。但是,雖然它們能夠進行一些有趣的空中機動,但它們通常通過齒輪和電機等復雜的傳動系統(tǒng)來完成撲翼機動。
布里斯托爾團隊的新型無人機使用了一種人工肌肉系統(tǒng),他們稱之為液壓撲動致動器(LAZA)。蜻蜓大小的無人機的每個機翼都由從底部另外兩個較小電極之間伸出的電極組成。高電壓以交替的方式通過每個基部電極,依次將機翼上的電極吸引到每個電極上。足夠快地執(zhí)行此操作會產(chǎn)生拍打運動,該運動會被電極之間的液體介質(zhì)放大。
該研究的主要作者Tim Helps 表示:“通過LAZA,我們將靜電力直接施加到機翼上,而不是通過復雜、低效的傳輸系統(tǒng)。它帶來了更好的性能、更簡單的設計,并將為未來的應用帶來新型低成本、輕型撲翼微型飛行器,例如海上風力渦輪機的自主檢查。
研究小組表示,LAZA系統(tǒng)允許用戶精細控制翅膀拍動的頻率和幅度,并且可以提供比相同大小的哺乳動物或昆蟲飛行肌肉更多的動力。在測試中,它能夠以大約2.5 公里/小時(1.6 英里/小時)或每秒18 個身體長度的速度飛過房間。翅膀拍打持續(xù)了超過一百萬次,沒有任何性能損失,這表明它應該能夠長距離飛行。
該團隊表示,LAZA 系統(tǒng)最終可能會帶來更小、更靈活的無人機,可用于環(huán)境監(jiān)測、勘探、搜索和救援,甚至植物授粉。
該研究發(fā)表在期刊《科學機器人學》 上,您可以在下面的視頻中看到撲動無人機的工作原理。