哈佛的超小型飞行机器人RboBee，能跳水会游泳

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哈佛的超小型飞行机器人RboBee，能跳水会游泳

2015/10/27 00:00

        【日经BP社报道】在于德国汉堡举行的国际学会“2015年智能机器人与系统国际会议（iROS 2015）”上，美国哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）的研究团队宣布，该团队以前就在开发的、从蜜蜂获得灵感的超小型飞行机器人“RobeBee”，实现了从空中向水中跳水以及在水中游泳的功能。

2013年5月时的RoboBee的概要（图片出处：Kevin Ma and Pakpong Chirarattananon）

        RobeBee是SEAS微型机器人实验室的罗伯特伍德（Robert Wood）教授的研究小组从2000年代初期开始开发的超小型飞行机器人（2013年5月的发布资料）。目标是用于取代蜜蜂实施人工授粉，以及在灾害时搜索失踪者、实施救助等用途（介绍RoboBee及其部分开发情况的Youtube视频1、视频2）。

在水中“飞行”的RobeBee。（照片出处：哈佛微型机器人实验室）

        RoboBee的尺寸在展开两翼时长约3cm。重量极轻，2013年的试制品约为0.08g。在制造技术方面的目标是，使用MEMS等技术在一块电路板上描绘图案，然后像立体图画书一样弯折该电路板来制造。
        该飞行机器人2013年已能够在空中稳定飞行（当时发表在学术期刊《Science》上的论文）。通过像昆虫一样以每秒120次的频率振动两片透明羽翼，可静止在空中。两片羽翼分别使用一个致动器驱动，可独立控制。飞行所需电力目前以有线方式提供，将来计划安装燃料电装作为电力源。
        此次发布的内容是RobeBee实现了从空中向水中跳水以及在水中游泳的功能。
        向水中跳水时面临的课题是：（1）RoboBee非常轻，而水的表面张力大，不容易入水；（2）空气与水的密度相差1000倍，因此羽翼受到的阻力存在很大不同；（3）需要在水中防止电气短路，等等。
        研究小组通过在空中以悬停状态向水中跳水时停止羽翼动作、以特定角度入水，突破了表面张力的阻碍。同时，通过使空中与水中的振翼方法基本相同、只减少振翼次数，实现了在水中的移动。该研究小组介绍称，“参考了海鹦在空中和海中采取相同振翼方法的现象”。
        其中，空中振翼与水中振翼只有次数不同这一点与羽翼的大小并无依存关系。“无论是数毫米大的昆虫，还是数米长的鱼类或鸟类都一样”（此次论文的第一作者、哈佛大学研究生Kevin Chen）。
        在来往于空中和水中的动作上，目前还存在无法从水中飞出到空中的课题。如果要强行飞出，就会导致羽翼脱落。“若能找到解决这一问题的设计，研究便可推进至下一阶段”（Kevin Chen）。
（记者：野泽 哲生）