日前，伊利諾伊大學的幾位工程學教授與布朗大學生物學教授共同合作，正在使用3D打印技術開發(fā)一種蝙蝠機器人以監(jiān)控建筑工地，目前該研究項目已經(jīng)獲得美國國家科學基金會（NSF）150萬美元的研究撥款。

“建筑施工項目是復雜的，它們往往很少完全按照您期望的方式進行?！币晾Z伊大學工程學教授Seth Hutchinson說?！耙櫧ㄖ欠裨谡_的時間里以正確的方式搭建起來并不是一件很容易的事情。我們的蝙蝠（機器人）會在建筑工地周圍盤旋，將正在實際建設中的建筑與建筑信息模型進行對比。”

為此，Hutchinson與該校的宇航工程助理教授Soon-Jo Chung、航空航天助理教授教授Timothy Bretl、土木和環(huán)境工程助理教授 Mani Golparvar-Fard組成了一個強大的研究團隊。此外他們還跟布朗大學的 Kenneth Breuer和Sharon Swartz教授進行合作，這兩支研究團隊共同向美國國家機器人計劃（NRI）提交了提案，為此在伊利諾伊大學團隊獲得的150萬美元研究資助之外，布朗大學的研究人員又獲得了70萬美元的資助。該項目的資金已經(jīng)于去年8月到位，Hutchinson認為他們能夠在明年夏天結束之前完成原型的設計。

據(jù)天工社了解，來自布朗大學的Breuer和Swartz在蝙蝠飛行的研究領域都是世界知名的專家，他們的研究將提供蝙蝠在撲翼飛行過程中的詳細細節(jié)。而伊利諾伊大學的工程師計劃利用這些信息，并將其用到蝙蝠機器人的設計中去。

“Breuer和Swartz教授將為我們提供對蝙蝠兩翼運動研究的實際數(shù)據(jù)以及告訴我們蝙蝠是如何做到倒掛在天花板上的”Chung教授說?！霸诳刂坪蛣恿W方面他們會提供很多非常重要的數(shù)據(jù)?！?/span>

據(jù)介紹，科學家們之所以選擇研發(fā)模擬蝙蝠飛行的機器人，主要是因為后者在飛行過程中具有無與倫比的敏捷性和機動性。“蝙蝠的翅膀就像一個橡膠膜?！?/span>Hutchinson說。“當蝙蝠扇動翅膀時，它就會充滿空氣并且變形。然后當翅膀運動到終點時，該橡膠膜就排出空氣，使其彈回到原來的位置。”

Chung之前就在致力于開發(fā)可飛行的有翼機器人，不過這些機器人主要模仿的是鳥類的飛行。這個項目是他以前工作的延續(xù)，但蝙蝠的飛行模式要比鳥類更復雜。

與我們通常看到的類似直升機的旋翼無人機相比，這種蝙蝠機器人的能耗更低，因此飛行時間更長，因為他們主要依靠空氣動力學進行滑行，而非永遠在旋轉的螺旋槳?！霸瓌t上，它可以在空中盤旋很長時間而不會使用太多能量。而四旋翼無人機為了停在空中只能永遠不停地燃燒能量?！?span>Hutchinson說。

除此之外，這種旋翼飛機快速旋轉的葉片對于建筑工地上的人和一般員工來說都是一種威脅。Chung希望通過應用像蝙蝠機器人這樣的軟翅飛行機器人，來避免工作人員不小心與機器人碰上時可能造成的損傷。

到目前為止，該研究項目已經(jīng)獲得了很不錯的進展。從下面的視頻中我們可以看到，科學家們借助3D打印的部件來模擬蝙蝠翅膀的結構，并在上面安裝了一個內(nèi)置的微型計算機、一個6自由度慣性測量單元（IMU）以及五個帶編碼器反饋的直流電動機來拍動翅膀，其它還包括動力和通信部件、碳纖維的支架等。目前該蝙蝠機器人的重量只有92克，已經(jīng)可以實現(xiàn)不對稱機翼折疊和腿/尾控制的飛行。

（編譯自伊利諾伊大學）