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5毫米微型“仙子機器人”由光控制飛行方向,探索人工授粉
·芬蘭坦佩雷大學研究人員從蒲公英中找到新型飛行機器人的靈感,開發了一款可利用風和光在空中飛行的0.2英寸“仙子機器人”,未來可探索人造蒲公英種子人工授粉,但如何精確地控制著陸點、如何重復使用這些設備等問題未來還需要材料科學家和微型機器人研究者密切合作。
芬蘭坦佩雷大學研究人員從蒲公英中找到新型飛行機器人的靈感,開發了一款0.2英寸(約合0.5厘米)的“仙子機器人”,可以利用風和光在空中飛行。
蜜蜂等傳粉昆蟲的減少威脅全球生物多樣性和糧食生產。在芬蘭坦佩雷大學(Tampere University),研究人員從蒲公英中找到新型飛行機器人的靈感,開發了一款0.2英寸(約合0.5厘米)的“仙子機器人”,可以利用風和光在空中飛行,在農業領域具有潛在應用。
刺激響應聚合物的發展為下一代小型無線控制軟體機器人帶來了大量新材料相關的研究機會。坦佩雷大學研究人員正在研究如何讓智能材料飛起來。他們研究的“基于光響應材料組裝的飛行機器人”(FAIRY,仙子)靠風飛行,由光控制。它形似蒲公英種子,重1.2毫克,具有高孔隙度,一陣風就能刮起來,飛行時可利用光移動翅膀并改變方向。
該機器人有兩個帶有超細毛的翅膀以及一個能夠將光能轉化為動能的驅動器。翅膀在光線激活時輕輕扇動,由于細毛之間存在空間,當它飛行時會產生渦環,并增加阻力。當被風吹動時,這種阻力能讓機器人穩定。穩定的分離渦環的產生,使長距離的風力輔助飛行得以實現。當光照到機器人上時,它會展開或折疊翅膀,改變渦環形狀,這一特性可以用來控制機器人的起飛和降落,也能改變飛行方向。研究人員表示,與自然界中的蒲公英種子相比,這種人造“種子”還配備了軟驅動器,這一驅動器由光響應液晶彈性體制成,在可見光的激發下可以引導細毛打開或關閉。
近年來,世界各地諸多研究團隊利用軟聚合物制造出微型機器人,軟體機器人使用更靈活的材料模仿自然界各種生物,這些機器人對外部刺激會產生反應。坦佩雷大學研究人員現在希望提高機器人的靈敏度,使其既能由激光或LED供電,也能由陽光供電。研究人員還將把機器人的尺寸擴大到4英寸(約合10厘米),這樣就可以攜帶定位接收器等微電子設備或化合物,未來或可探索充當人造蒲公英種子,用于人工授粉。
坦佩雷大學在官網上提到,未來,數以百萬計的攜帶花粉的人造蒲公英種子可以被自然風自由傳播,然后被光線引導到等待授粉的特定區域。不過仍有諸多問題待解決,比如如何精確地控制著陸點、如何重復使用這些設備并可生物降解。這些問題需要材料科學家和微型機器人研究者密切合作。
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