广告

受萤火虫启发,麻省理工研发出发光昆虫型机器人

2022-06-23 15:39:10 MIT 阅读:
受萤火虫的启发,MIT研究人员创造了昆虫型的机器人,它们可以在飞行时发光,从而实现运动跟踪和通信。

在温暖的夏日夜晚照亮昏暗的后院的萤火虫利用它们的发光进行交流——吸引配偶、抵御掠食者或引诱猎物。Yt5ednc

这些闪闪发光的虫子也激发了麻省理工学院科学家的灵感。从大自然中汲取灵感,他们为飞行的昆虫级机器人制造了电致发光的柔软人造肌肉。控制机器人翅膀的微小人造肌肉在飞行过程中会发出彩色光。Yt5ednc

这种电致发光可以使机器人相互通信。例如,如果将搜索和救援任务派往倒塌的建筑物中,找到幸存者的机器人可以使用灯光向其他人发出信号并寻求帮助。Yt5ednc

发光的能力也让这些仅比回形针稍重的微型机器人,距离在实验室外自主飞行更近了一步。这些机器人非常轻巧,无法携带传感器,此前研究人员必须使用在户外无法正常工作的笨重红外摄像机来跟踪它们,大型机器人可以使用许多不同的工具进行通信——蓝牙、无线等等。但小型、功率受限的机器人却需要新的通信模式。Yt5ednc

现在,他们已经证明他们可以使用机器人发出的光和三个智能手机摄像头精确跟踪机器人。Yt5ednc

研究人员通过将微小的电致发光粒子嵌入人造肌肉中来实现这一目标。该过程仅增加了 2.5% 的重量,而不会影响机器人的飞行性能。Yt5ednc

这些研究人员之前展示了一种新的制造技术,用于制造能够拍动机器人翅膀的软致动器或人造肌肉。这些耐用的致动器是通过交替堆叠的超薄弹性体和碳纳米管电极层制成的,然后将其卷成柔软的圆柱体。当向该气缸施加电压时,电极会挤压弹性体,机械应变会拍打机翼。Yt5ednc

为了制造发光的致动器,该团队将电致发光硫酸锌颗粒加入弹性体中,但在此过程中必须克服几个挑战。Yt5ednc

首先,研究人员必须制造一种不会阻挡光线的电极。他们使用高度透明的碳纳米管建造它,这些碳纳米管只有几纳米厚,可以让光线通过。Yt5ednc

Yt5ednc

然而,锌颗粒只有在非常强的高频电场存在时才会发光。该电场激发锌颗粒中的电子,然后发射称为光子的亚原子光粒子。研究人员利用高压在软致动器中产生强电场,然后以高频驱动机器人,使粒子发光。Yt5ednc

当他们对执行器进行原型设计时,他们发现添加锌颗粒会降低其质量,使其更容易分解。为了解决这个问题,Kim 仅将锌颗粒混合到顶部弹性体层中。他使该层厚了几微米,以适应输出功率的任何降低。Yt5ednc

虽然这使致动器重了 2.5%,但它在不影响飞行性能的情况下发光。Yt5ednc

调整锌颗粒的化学组合会改变光的颜色。研究人员为他们制造的致动器制造了绿色、橙色和蓝色颗粒;每个执行器都会发出一种纯色。Yt5ednc

他们还调整了制造过程,使致动器可以发出多色和图案化的光。研究人员在顶层放置了一个小面罩,添加了锌颗粒,然后固化了执行器。他们用不同的面具和彩色粒子重复这个过程三遍,创造出一种拼写为 MIT 的光图案。Yt5ednc

研究人员还使用专门设计的运动跟踪系统进行飞行测试。每个电致发光致动器都充当了可以使用 iPhone 摄像头跟踪的主动标记。摄像机检测每种光的颜色,他们开发的计算机程序将机器人的位置和姿态跟踪到最先进的红外运动捕捉系统的 2 毫米范围内。Yt5ednc

未来,他们计划增强该运动跟踪系统,以便实时跟踪机器人。该团队正在努力整合控制信号,以便机器人可以在飞行过程中打开和关闭灯光,并更像真正的萤火虫一样进行交流。Yt5ednc

Demi Xia编译Yt5ednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 谷歌与美国政府合作开发开源芯片 谷歌和美国商务部的国家标准与技术研究院 (NIST) 周三 签署了一项联合研发协议 ,根据该协议,谷歌将资助开源芯片的生产,这些芯片可供学术和小型企业研究人员用于构建各种的新兴应用。
  • 用交通状况鸟瞰图来辅助提升自动驾驶安全性 慕尼黑工业大学 (TUM) 的研究人员与行业合作伙伴合作开发了一种技术,以基于车载传感器输入和交通状况鸟瞰图来补充车辆视角。这提高了道路安全,包括自动驾驶。
  • 芯片,举足轻重到底有多重? 近几年,芯片成为全球瞩目的焦点。新冠疫情导致的供应链危机,以及汽车智能化的快速发展,让芯片的价格持续暴涨。同时,由于众所周知的原因,中美两国在半导体芯片领域不断加大投资。而美国利用在半导体技术方面的优势,也在不断用政策手段限制中国芯片行业的发展。在这种大背景下,中国企业能否在半导体芯片领域有所突破,打破美国的技术垄断?各国在半导体领域的投资热潮,会不会导致产能过剩?
  • 台积电2nm将于2025年量产,ASML高NA EUV芯片制造机2024 今日,台积电负责研发和技术的高级副总裁Y.J. Mii博士透露,台湾半导体制造公司(TSMC)将在2024年收购ASML的高NA EUV芯片制造机,目标是在2025年量产其2纳米(nm)半导体制造工艺。
  • 苹果A16 Bionic架构优化,多核性能提高了14% 据EDN电子技术设计了解,苹果最新的A16 Bionic虽然使用与A15 Bionic相同数量的内核,但A16 Bionic在架构方面进行了优化。
  • 基于苹果A13仿生芯片,S8芯片配备与S6/S7相同CPU Apple Watch Series 6、Apple Watch Series 7、Apple Watch Series 8、Apple Watch Ultra和第二代Apple Watch SE都采用完全相同的CPU。
  • eSIM与SIM有什么区别?能否终结物理SIM卡? 嵌入式 SIM (eSIM) 是一种采用物理 SIM 卡中通常存在的电路并将其永久安装到移动设备中的技术。通过设置例程(通常涉及来自运营商的二维码),移动设备无需物理 SIM 卡即可加入运营商网络。
  • 英特尔演示世界最高速度WiFi 7,速度超5Gbps Intel基于酷睿笔记本电脑展示了Wi-Fi 7的演示,其Wi-Fi 7解决方案连接到了博通的Wi-Fi 7接入点。
  • 号称史上最硬智能手表,Apple Watch Ultra维修费用超售 苹果带来了全新的 Apple Watch Ultra 运动手表,被称为史上最坚固、最硬的Apple Watch。然而,每个硬件都有极限,如果你不小心损坏它,它可能会花费499 美元的维修费用,这几乎是这款智能手表60%的售价。
  • 日本研究人员用新材料传感器提升电动汽车续航 通常,电动汽车中的电池电流可以达到数百安培。然而,能够检测此类电流的商用传感器无法测量毫安级电流的微小变化。这导致电池充电估计的模糊性约为 10%。这意味着电动汽车的续驶里程可以延长 10%。反过来,这将减少低效的电池使用。
  • 柔宇科技名下3700万资产被法院查封、冻结 据EDN电子技术设计了解,柔宇科技名下3700万资产被法院查封、冻结。
  • 冠状病毒未来还有哪些变种?用AI工具预测看看 瑞士科学家研制出一种新型人工智能(AI)工具,可以预测包括新冠病毒在内的冠状病毒未来变种,有望促进下一代抗体疗法及疫苗的研发,为制定公共卫生政策提供重要参考。相关研究刊发于最新一期《细胞》杂志。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了