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新型機(jī)器昆蟲(chóng)受損后仍能飛行

2023-03-25 18:21:03 來(lái)源：新華網(wǎng) A+A-

新華社華盛頓3月24日電蜜蜂等昆蟲(chóng)在翅膀受到一定損傷后仍能飛行，但人造飛行器往往會(huì)因一個(gè)小洞而墜毀。美國(guó)研究人員日前報(bào)告，他們?cè)O(shè)計(jì)出一種幾厘米長(zhǎng)的機(jī)器昆蟲(chóng)，能克服一定程度損傷對(duì)其中“人造肌肉”的影響，維持飛行能力。

美國(guó)麻省理工學(xué)院研究人員日前在美國(guó)期刊《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》上發(fā)表論文說(shuō)，他們使用一種名為“介電彈性體致動(dòng)器”的柔性材料作為“人造肌肉”，它能將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為機(jī)器昆蟲(chóng)兩側(cè)的翅膀提供動(dòng)力。實(shí)驗(yàn)顯示，這種機(jī)器昆蟲(chóng)在“人造肌肉”被10根針扎穿或一側(cè)翅膀被剪掉20%的情況下仍能飛行。

據(jù)介紹，其中關(guān)鍵是“人造肌肉”材料有一種故障自清除機(jī)制，能斷開(kāi)電極與微小損傷部位的連接，讓裝置能繼續(xù)運(yùn)作。然而，這需要掌握好材料中碳納米管的含量，碳納米管太多會(huì)妨礙故障自清除機(jī)制發(fā)揮作用，碳納米管太少則無(wú)法讓“人造肌肉”產(chǎn)生足夠的動(dòng)力。研究人員成功找到了優(yōu)化平衡點(diǎn)，能在保持飛行動(dòng)力的前提下使自清除機(jī)制發(fā)揮作用。

對(duì)于較大的損傷，研究人員開(kāi)發(fā)出一種激光修復(fù)技術(shù)，能讓以往必須報(bào)廢的機(jī)器昆蟲(chóng)重新投入使用。研究人員將“人造肌肉”拆卸下來(lái)，用激光沿破損部位外圍燒蝕，產(chǎn)生細(xì)微損傷，觸發(fā)自清除機(jī)制將整個(gè)破損部位隔離起來(lái)。據(jù)評(píng)估，過(guò)去需要報(bào)廢的機(jī)器昆蟲(chóng)經(jīng)過(guò)修復(fù)后，可恢復(fù)87%的飛行能力。

類似昆蟲(chóng)的微型飛行器在救災(zāi)、勘測(cè)等工作環(huán)境中極易受損，新技術(shù)可增強(qiáng)它們的耐用性，有重要的實(shí)用價(jià)值。

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