Cái gì có thể làm cho RoboBee X-Wing trở nên thú vị hơn RoboBee?

Trước đây, nó được gọi là RoboBee - một máy bay bay có kích thước chỉ bằng một nửa của một kẹp giấy có thể đập đôi cánh của mình 120 lần mỗi giây. Luôn bị giữ chặt vào một nguồn điện, hạn chế tự do của nó. Nhưng bây giờ, RoboBee trở thành RoboBee X-Wing, khi các nhà nghiên cứu Harvard đã thêm các tấm pin mặt trời và một cặp cánh phụ, giải phóng robot để phóng lên tận một vùng hành tinh xa, xa. Hoặc ít nhất là một phần đường phố, vì nó chỉ có thể duy trì chuyến bay trong khoảng nửa giây, và chỉ bên trong nhà.

But hey, baby steps. The teeniest of quadrotors measure a few inches across and weigh a third of an ounce. RoboBee X-Wing is about the same size as those untethered fliers, but weighs a hundredth of an ounce, which earns it the distinction of being the lightest aerial vehicle to manage sustained untethered flight. One day that could make it ideal for navigating tight, sensitive spaces in a galaxy very, very near.

Không cần phải nói, RoboBee X-Wing quá mong manh để mang theo một viên pin, có thể nặng gấp mấy lần so với phần còn lại của phương tiện. Vì vậy, trong lúc này, các kỹ sư robot đang cung cấp năng lượng cho các thành phần của RoboBee X-Wing trực tiếp từ năng lượng mặt trời. Điều này đến từ các tấm pin mặt trời nhỏ đặt trên một cột cao phía trên bốn cánh, để tránh làm gián đoạn luồng không khí. (Các bộ điều khiển được đặt ngay phía đối diện với các tấm pin mặt trời, dưới robot, từ đó cân bằng trọng tâm tại cánh.)

Bây giờ, chuyển từ hai cánh sang bốn không giống như việc từ ruồi sang chuồn chuồn, mà con robot giờ đây có vẻ giống. Trong các phiên bản trước đó, RoboBee sử dụng mỗi cánh với bộ kích thích của riêng mình, hoặc động cơ, giống như một con ruồi. Nhưng trong khi một chuồn chuồn có thể điều khiển mỗi cánh độc lập, hai cánh mới của RoboBee được gắn liền với hai cánh gốc.

Nhưng tại sao lại sử dụng bốn cánh, khi RoboBee gốc hoạt động hoàn toàn ổn với hai cánh? Việc làm kép diện tích cánh của RoboBee tăng hiệu suất lên 30% để đền bù cho trọng lượng thêm của các tấm pin mặt trời và điện tử bổ sung. “Chuyển từ hai cánh sang bốn cánh thực sự là một yếu tố, làm thế nào chúng ta có thể tăng hiệu suất nâng lực mà không tăng tiêu thụ năng lượng?” nói E. Farrell Helbling, kỹ sư của Đại học Harvard, đồng tác giả của một bài báo mới trong Nature mô tả về robot được nâng cấp này. “Vì vậy, chúng ta vẫn có thể ở trong phạm vi này, nơi chúng ta có thể mang theo nguồn điện trên máy bay với khả năng chở hàng hạn chế như vậy.”

Trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đặt đèn phía trên robot để chiếu sáng các tấm pin mặt trời của nó. Ngay cả khi đó, RoboBee X-Wing chỉ có thể duy trì chuyến bay trong khoảng nửa giây. Do đó, để đưa robot ra khỏi môi trường kiểm tra sẽ đòi hỏi cả sự cải thiện của công nghệ pin mặt trời và việc giảm cân của pin, đặc biệt là nếu robot muốn dành thời gian nhiều hơn trong bóng. Điều này chỉ để giữ nó trong không trung: Hiện tại, robot không thể hiểu rõ thế giới hoặc hiểu vị trí của nó trong đó. Con robot nhỏ cũng phải somehow bù đắp cho gió. “Nghiên cứu về một hệ thống như thế này, nó thực sự buộc chúng ta phải nghĩ một cách rất, rất nghiêm túc về việc tối ưu hóa mọi thứ,” nói Noah Jafferis, chuyên gia robot của Harvard, tác giả chính của nghiên cứu.

Điều này đặc biệt quan trọng vì vật lý đang làm mọi cách để kéo robot của bạn ra khỏi không khí. “Một trong những thách thức cơ bản của chuyến bay có cánh là, khi bạn thu nhỏ xuống càng thấp, bạn phải liên tục đập cánh,” nói Nick Gravish, người nghiên cứu sự giao điểm giữa robot học và sinh học tại Đại học California, San Diego và không tham gia vào công việc mới này, mặc dù ông đã thực hiện nghiên cứu sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm này. “Bạn thực sự không thể dựa vào sự tiết kiệm năng lượng bạn đạt được từ việc lướt quanh một chút và đập cánh một thời gian.” Hãy tưởng tượng về RoboBee như một chú bướm hoặc, chẳng hạn, một con ong, so với một con albatross, sử dụng cánh to lớn của mình để lượn trên những dòng khí đẩy đại dương, từ đó tiết kiệm năng lượng.

Đây là nơi lấy cảm hứng từ thiên nhiên trở nên thực sự thú vị. Kỹ sư không thể sao chép một con côn trùng một cách đầy đủ - tất cả các cơ bắp và tế bào thần kinh và cấu trúc như cánh. Và thực sự, họ thậm chí không cần phải, vì họ có thể tái tạo lại động vật dưới dạng robot. Bộ kích thích thay thế cho cơ bắp, các tấm pin mặt trời thay thế cho việc côn trùng tự cung cấp năng lượng bằng thức ăn, và cetera.

“Chúng ta luôn có những ràng buộc mà côn trùng không có, và côn trùng lại có những ràng buộc khác mà chúng ta không có như kỹ sư,” nói Matěj Karásek của Đại học Công nghệ Delft, con robot bay của mình có thể ngân hàng và lao xuống như một con ruồi trái cây. “Ngay cả khi chúng ta được đào tạo để lấy cảm hứng từ thiên nhiên, những giải pháp chúng ta nghĩ ra vẫn hơi khác nhau.”

Mặc dù RoboBee X-Wing chưa bao giờ sánh kịp với khả năng của một loài côn trùng thực sự, một ngày nào đó nó có thể vượt xa chúng. Bộ kích thích tốt hơn sẽ làm cho robot nhanh hơn và linh hoạt hơn, và tấm pin mặt trời tốt hơn lý thuyết sẽ cho phép robot hoạt động vô thời hạn. Điều này sẽ làm cho nó lý tưởng cho việc giám sát môi trường hoặc bay trong những môi trường nhạy cảm. Sau tất cả, với chiều dài chỉ hai inches, nó sẽ không gây quá nhiều tổn thương nếu rơi.

Ngoài ra, kỹ thuật xây dựng quy mô nhỏ của RoboBee X-Wing có thể lan rộng sang các công nghệ khác. “Vâng, nó thú vị cho con robot cá nhân của chúng ta,” Helbling nói, “nhưng những thứ này cũng có thể được áp dụng cho các thiết bị nhỏ khác, như thiết bị y tế, hoặc các lĩnh vực khác nơi bạn muốn một cái gì đó có quy mô tính bằng centimét hoặc milimét. Tôi nghĩ đó thực sự là một lĩnh vực để khám phá.”

Chúc may mắn, RoboBee X-Wing bé nhỏ.

• Cuộc chiến khốc liệt giữa Backpage.com và Chính phủ Mỹ
• Hoa Kỳ đối với Nga về thử nghiệm hạt nhân: Làm theo như chúng tôi nói, chớ theo chúng tôi làm
• Những mẹo hack Google Photos để kiểm soát lượng ảnh của bạn
• Những thực phẩm ngon nhất sẽ trở thành nạn nhân của biến đổi khí hậu
• Đã đến lúc chuyển sang trình duyệt bảo mật
• 🏃🏽‍♀️ Muốn có những công cụ tốt nhất để duy trì sức khỏe? Hãy kiểm tra các chọn lựa của đội ngũ Gear chúng tôi về những bộ theo dõi thể dục tốt nhất, trang thiết bị chạy bộ (bao gồm giày dép và tất), và tai nghe tốt nhất.
• 📩 Nhận thêm nhiều thông tin nội bật hơn với bản tin hàng tuần Backchannel của chúng tôi