MITの再設計された昆虫サイズのロボットが翼をはばたかせ、100倍長く飛行できるようになった

重さは 1 グラム未満で、このロボットには羽ばたくことができる翼があり、飛行時間を延長するだけでなく、宙返りをしたり、空中で無限の記号をなぞったりするのに十分な敏捷性も向上します。彼らの平均速度は毎秒 11.8 インチ (毎秒 30 センチメートル) で、これはショウジョウバエよりも速いです。

マイクロロボットが重要なのは、高層倉庫で植物に人工受粉を行う正確な方法を提供し、屋内での果物や野菜の大規模な栽培を可能にし、広大な農地の必要性を減らすことができるためです。

ここ数年、殺虫剤の過酷な影響と生息地の喪失により、ミツバチは世界中で数十億とは言わないまでも数百万匹減少しました。今年実施された最近の調査では、米国の200社以上の商業養蜂家がミツバチ個体数の平均50％以上を失い、経済的影響は1億3,900万ドル以上と推定されていることが判明した。

では、より優れたミツバチロボットを構築するにはどうすればよいでしょうか?以前のデザインでは、2 枚ずつ 8 枚の翼が配置されていました。翼は羽ばたくときに互いに空気を吹き付け、揚力を減少させるように配置されていることが判明した。

チームはアプローチを更新し、ウイングの数を 8 枚から 4 枚に減らしました。これにより、翼が安定し、サブルーチンを地面から持ち上げる能力が向上するだけでなく、より多くの電子コンポーネントのためのスペースも解放されます。

翼は精密に組み立てられたアクチュエーターに接続されており、人工筋肉のように機能してエネルギーを生成し、翼を羽ばたかせます。

これらの翼で使用されるソフト アクチュエータは、円筒状に巻かれた薄いカーボン ナノチューブ電極の間に挟まれたエラストマーの層で作られており、一種の人工筋肉です。これらの筋肉が急速に圧縮されて伸びると、翼を羽ばたかせる機械的な力が発生します。

各ロボットは 1.575 インチ四方の領域内に収まり、以前のマイクロロボット設計では一般的だった 8 つの翼の代わりに 4 つの翼のみを備えています。

改良された設計により、これらの人工筋肉が高頻度の動きの際に受けるストレスが軽減されます。さらに、羽ばたきの圧力に耐えられるようヒンジを長くしました。各ロボットは 4cmx4cm (1.575x1.575 インチ) の正方形のスペースに配置できます。

再設計されたマイクロロボットはすでに宙返りや、多重露光ショットで見られる M-I-T の文字などの正確な軌道追跡が可能です

これらの変更により、マイクロロボットは、これまでの設計よりも速く移動し、胴体回転や二重宙返りを行いながら、一度に最大 17 分間飛行できるようになりました。これは、意図した飛行経路を効果的にカバーし、正確な操縦を行うことができることを意味します。

これらのロボットは、果物や野菜を育てるために受粉植物のミツバチが伝統的に行っていた仕事をいつか助けることができるかもしれない

研究者らは、これらの超小型飛行機にはさらなる改良の余地があると考えている。新しい設計を使用して飛行時間を10,000秒に延長する。翼の数を減らして空いたスペースにバッテリーとセンサーを設置する。花の中心から離着陸できるように飛行精度を向上させます。これにより、垂直農場での機械受粉など、実験室の外でのさまざまな応用が可能になります。