近日，麻省理工学院的研究人员离完善人造空中生物又近了一步。在3月15日发表的一篇论文中，麻省理工学院的一组研究人员表明，使用弹性肌肉样执行器和自我修复技术可以极大地提高机器蜜蜂的健壮性。
“昆虫飞行是非常难以理解的，”麻省理工学院助理教授、该研究所软微机器人实验室负责人、该论文的资深作者Kevin Chen说。“昆虫使用的空气动力学原理与飞机或其他飞行物体非常不同。因此，尝试建造一个大型飞行机器人无疑为我们提供了了解昆虫的工具。”
Kevin Chen说，从历史上看，研究主要集中在如何完善飞行机器人的飞行可控性和防止碰撞。但他说，这种对可控性的强调不同于我们在自然界中看到的，因为蜜蜂总是会撞到东西，而且可以继续飞行。事实上，研究表明，蜜蜂可以失去高达40%的翅膀，并继续在空中嗡嗡作响：这是因为它们在受到撞击和碰撞后继续飞行的能力，使它们成为如此有弹性的飞行者。
因此，麻省理工学院的研究人员试图模仿这种弹性，寻找在刺破翅膀后修复和恢复飞行机器人的方法。
柔软的肌肉状致动器因多处刺伤而受损
“我们的机器人的独特之处在于执行器是软的，它们是一种柔软的人造肌肉。如果你看一段机器人操作的视频，柔软的人造肌肉会收缩和拉长，与肌肉非常相似。上周发表的这项研究的主要贡献是试图将类似水平的健壮性整合到人造肌肉中。”Kevin Chen说。
然后，科学家们使用 DEA 进行了两种类型的稳健性测试——用小的和大的刺穿或受伤来损坏机翼。当弹性体受到轻微伤害时，机器人会使用为机翼供电的电压进行自我清理。本质上，当出现小缺陷时，电压会烧毁并断开缺陷附近的局部电极，将其与机器人的其余部分隔离开来。正因为如此，机器人的其余部分继续正常运行。
严重穿刺损坏的机器人继续运行
当机器人出现重大损伤时——一个更大的穿孔可以让空气进入机器人——研究人员使用激光手术去除缺陷。这样就隔离了较大的缺陷，只留下一个可以通过自我清除过程隔离的小损伤。
“你有一个主要的损伤点，然后用激光切割周围的损伤。所以有效地，激光在大伤周围制造了一个小伤。而且轻微的损伤可以自动愈合与执行器的其余部分隔离。所以我们的想法是，然后轻伤隔离了大伤，然后轻伤隔离了自己，这相当于隔离了大伤。所以在某种意义上，我们使用激光对柔软的人造肌肉进行小手术的类比。”
为了真正了解机器人是否提高了适应力，研究人员使用了两种类型的测试：一种是将电致发光粒子加入致动器中，只有在致动器的特定部分正常工作时才会发光。另一个是看机器人是否会飞，由于这种柔软的肌肉驱动器，以及它的自我清除隔离过程，受损蜜蜂的飞行水平与未受损蜜蜂的飞行水平惊人地相似。
Kevin Chen说，这项工作，特别是弹性肌肉样驱动器，可以在未来用于在狭窄空间飞行的机器人，因为它们可能会受损。它可以用于各种类型的机器人应用，比如跳跃机器人，甚至可以用于清洁海洋。我们不仅在寻找将这些人造肌肉整合到机器人中，还在寻找广泛的其他机器人系统。”
最后Kevin Chen表示：“我们的长期目标是真正创造出行为和感觉完全像肌肉的人造肌肉。”
