早在去年，哈佛大學的RoboBee機器人便以其「上天入海」的技能刷屏，近日，又有消息說美國華盛頓大學的工程師們研發出了無線飛行機器人RoboFly，可能有人不禁會問，研究這麼小的機器人幹什麼呢？

其實，昆蟲般大小的飛行機器人能幫助人類完成費時的任務，例如調查大型農場的農作物生長情況，或者嗅出泄露的氣體。小尺寸的優勢在於：這些機器人製造成本低，易於「溜進」狹小的空間中，而比它們更大的無人機卻沒有辦法進入狹小的空間。

RoboFly的研發者表示：「我真想做成一個能找到甲烷泄露的飛行機器人。你買到一個充滿飛行機器人的手提箱，打開它，然後這些飛行機器人會在建築物附近飛來飛去，尋找管道泄漏的氣體羽流。如果這些機器人能很容易找到泄露，那麼這些泄露就會很可能被迅速修復，從而減少溫室氣體排防。它受到了真實飛蟲的啟發，這些飛蟲非常善於飛來飛去尋找有氣味的東西。所以我們認為，這對於 RoboFly 來說是一個好應用。」

微型昆蟲機器人：只能靠翅膀振動飛行，供電及控制是難點

微型昆蟲機器人小到無法使用螺旋槳，因此它們的飛行是靠振動微小的翅膀。然而，作為這些機器人的「表親」，比它們更大的無人機，通常會採用螺旋槳。

供電以及控制翅膀的電子設備一般都重到讓這些小型機器人難以攜帶。因此，為了節省重量，電力必須用電線從外部來供給，這就造成微型昆蟲機器人被電線牽住，無法獨立飛行。

RoboBee的神奇：能「上天入海」

RoboBee機器人是由哈佛大學微型機器人實驗室設計製造的。去年10月份，RoboBee已經不僅能夠完成基本的飛行、著陸，還能夠潛水、游泳。當它自如地破水而出之後，它會飛進一個方形的中央氣體收集室隨後再飛到空中。

據悉，RoboBee重量約為175毫克（大概為一美分硬幣重量的十四分之一），而液體表面的張力是機器人重量的10倍以上，為其最大升力的3倍。這使得機器人穿出水面、重新升入空中變得困難。

為了解決這個問題，研究人員對RoboBee進行了改造，用一個小小的火花在中央氣體收集室里點燃了氣體，把RoboBee從水裡推了出來。從水中射出後，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。

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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，但是目前還不能被遠程控制。

RoboFly的突破：切斷電線，獨立飛行

近日，美國華盛頓大學的工程師們首次切斷了束縛飛行機器人的電線，並為它們添加了「大腦」。他們設計出的飛行機器人 RoboFly 展開了首次獨立地振翅飛行。

RoboFly 只比牙籤稍微重一點點，並由激光供電。它採用一個微型板上電路將激光的能量轉化為足夠的電力來操控其翅膀。

工程方面的挑戰主要在於振翅。拍打翅膀是一個功耗很大的過程，電源和指揮翅膀的控制器都很大且很笨重，以至於微型機器人無法搭載它們。所以，之前的昆蟲機器人RoboBee才會被一根電線牽住，這根電線用於接收來自地面的能量和控制。

但是，飛行機器人應該能夠自己單獨操作。研究團隊決定採用狹窄的不可見激光束來為機器人供電。他們讓激光束指向貼在RoboFly上方的光伏電池，並將激光轉化為電力。

激光仍然無法單獨提供足夠的電壓來移動翅膀。因此，團隊設計了一個電路，它將光伏電池輸出的7伏電壓提升至飛行所需的240伏。同時，為了讓 RoboFly 控制自己的翅膀，工程師們設計了一個「大腦」：他們在相同的電路中添加了一個微控制器。

如下圖所示：具有升壓電路（左邊的銅線圈和黑色盒子）的柔性電路（黃色）以及微控制器「大腦」（右上方的黑色正方形盒子）。

目前，RoboFly也有它的局限性，它只能起飛和降落。一旦它的光伏電池離開激光的直接瞄準線，機器人將會停電並降落。但是團隊希望不久能夠操控激光，讓 RoboFly 可以盤旋並且飛來飛去。希望在微型昆蟲機器人領域可以不斷實現技術突破，使其早日真正能應用到人類的一些任務中。

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