哈佛的這隻「蜜蜂」機器人游泳潛水全都會，還能輕鬆破水而出

　　2017-10-27 08:33機器人/設計

　　RoboBee是哈佛大學Wyss研究所發明的一個微型飛行機器人，項目在2013年首次亮相，當時的RoboBee還只能起飛和飛行。

　　現在，這隻小「蜜蜂」get的最新技能是游泳、潛水，然後自行從水中飛出並在附近安全著陸。

　　

　　「蜜蜂」機器人RoboBee 圖片來源：哈佛工程與應用科學學院

　　對我們來說，把手或者其他身體部位抬離水面是一件很容易的事情，但對於像昆蟲那樣小的東西來說這就是一個很大的挑戰了，因為水的表面張力會阻礙它們從水中穿出。

　　想象我們正在給一個杯子加水，在水平面高過玻璃杯沿的時候，水依舊不會落下。將落未落時的水面就像緊緊裹著一層水膜，拉著水不讓它流下去，這就是液體的表面張力。正是因為這種張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走。

　　而RoboBee的重量僅為175毫克（是一美分硬幣重量的十四分之一）。對於這種尺寸的機器人來說，液體表面的張力是它重量的10倍。用哈佛大學工程學教授羅伯特·伍德（Robert Wood）的話說就是「來自液體表面張力的力量就像是一個不可穿透的牆壁。」

　　

　　重新設計的RoboBee有四個浮力支架和一個中央氣室。圖片來源：哈佛工程與應用科學學院

　　為了解決這個問題，哈佛大學的研究人員為RoboBee配備了一個方形的中央氣室，這個氣室相當於就是一個小型的「可燃火箭」，可以支撐它打破水面張力。

　　具體的原理是，RoboBee氣室內的電解板會將水分解成氫氣和氧氣，然後將它們混合在一起，使之易於燃燒。一旦氫氧化合物混合足夠，內部微小的火花塞就會被燒完。隨後氣體點燃，機器人就可以被彈出水面。就像這樣：

　　

　　Science Robotics期刊用了一句話形容這個過程：RoboBee像是有了彈道。

　　從水中射出后，RoboBee的「翅膀」可以控制自身的運動軌跡，之後安全著陸在茶杯附近或者其他地方。

　　不過由於重新設計的RoboBee尺寸有限，沒有多餘的空間安裝複雜的感測器或其他指令系統，所以儘管它可以飛，也能在水面行走自如並自行破水而出，但是目前還不能被我們遠程控制，而且也不能像真正的蜜蜂那樣執行一些有意義的任務，比如給農作物授粉。

　　「我們希望，RoboBee在自身重量和水面張力的協調錶現可以給之後多功能微型機器人設計帶來啟發，也希望這款蜜蜂機器人未來可以移動到複雜的地形去幫我們執行各種任務，」研究人員Yufeng Chen在哈佛大學官網發布相關新聞時說。