无电池机器人可在半空中自动变形

科技日报北京9月17日电 （记者张梦然）美国华盛顿大学研究人员开发出一种小型机器人设备，可在下降过程中通过折叠形式来改变它们在空中飞行的方式。研究成果发表在新一期《科学·机器人》上。

这种微型飞行器重约400毫克，大约是一枚钉子重量的一半。当从40米高的微风中掉落时，可飘行一个足球场的距离。每个设备都是无电池设计，仅有太阳能收集电路和控制器，以触发半空中的这些形状变化。它们还携带了机载传感器，以在飙升时测量温度、湿度和其他条件。

研究人员称，折纸技术为微型飞行器开辟了新的设计空间，将来自树叶几何图案的灵感与能量收集和微型执行器相结合，飞行器就能模仿不同树叶在半空中的飞行。在展开的平面状态下，折纸结构在风中混乱地翻滚，类似于榆树叶；但是切换到折叠状态就会改变它周围的气流并实现稳定的下降，类似于枫叶落下的方式。这种高能效的方法，可对微型飞行器的下降进行无电池控制。

团队表示，这些飞行器系统解决了几个设计上的难题，如足够坚硬，以避免在发出信号之前意外过渡到折叠状态；又比如状态之间能快速转换，设备的板载执行器只需大约25毫秒即可启动折叠；它们还能在不受电源束缚时改变形状，功率收集电路利用太阳光即可提供能量。

目前微型飞行器只能向一个方向过渡——从翻滚状态到下降状态，但允许研究人员同时控制多个微型飞行器的降落。未来该设备将能够在两个方向上过渡，也将支持在湍流风条件下更精确地着陆。

【总编辑圈点】

机器人正在持续“精进”！它们的形态、功能不断迭代升级，应用场景也在快速拓展。从形态上来讲，其外观不仅局限于机械手、机械臂、人形机器人，还发展出五花八门的新形态；从功能上来分，它们不仅会聊天、能处理流水线生产任务，还学会了绘画、跳舞、做手术等；从应用场景来看，它们已深入到一些更加细分、专业的场景中，例如执行地下管道监测、体内药物输送任务等。这些变化同时也意味着，机器人技术越来越需要与其他领域专业技术进行深度交叉和融合。