將知識(shí)變成機(jī)器人

　　2006年一個(gè)寒冷的冬日，伍德到達(dá)他哈佛大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室。工作臺(tái)上放著一個(gè)60毫克重的機(jī)器人，其擁有3厘米長(zhǎng)的翼展以及家蠅大小的胸部，該機(jī)器人同一臺(tái)計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)的機(jī)箱上塞滿了高壓放大器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，伍德仔細(xì)地檢查了它們之間的連接和信號(hào)。

　　接著，他迅速打開發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)他的小型機(jī)器人的翅膀開始振動(dòng)時(shí)，他仔細(xì)地觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種振動(dòng)將機(jī)器人提到空中，持續(xù)了幾秒時(shí)間。伍德高興地跳了起來。他耗費(fèi)7年時(shí)間就為了這一刻。不過他還要花上5年時(shí)間，才能取得下一個(gè)突破：讓這種微型機(jī)器人沿著預(yù)先編好的路線持續(xù)穩(wěn)定地飛行。

　　2012年夏天，他取得了里程碑式的成功，他的實(shí)驗(yàn)室成功研制出了一款名為“機(jī)器蜜蜂（RoboBee）”的模型，結(jié)果表明，這種精巧的機(jī)器能升入空中并首次展示出了穩(wěn)定的盤旋以及有控制的飛行技巧。

　　現(xiàn)在，伍德已經(jīng)成為微尺度機(jī)器飛行領(lǐng)域的泰斗，而其他研究人員則通過使用撲翼動(dòng)力學(xué)來減少能攜帶負(fù)載的飛行設(shè)備的大小。
 

圖：“黑蜂”無人機(jī)的操縱系統(tǒng)非常便攜。

　　2011年，有40年歷史的飛行器制造公司、位于美國加州的航空環(huán)境公司（Aero Vironment）展示了其名為“納米蜂鳥（Nano Hummingbird）的無人機(jī)，這架可以放在口袋的人造蜂鳥偵察機(jī)的長(zhǎng)度僅16厘米，兩翼展開為19厘米，重19克，裝有電池、電機(jī)、攝像機(jī)和通訊器材，可以人為遙控，垂直攀爬或下降、側(cè)飛、前進(jìn)和后退，也可順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。“納米蜂鳥”依靠自身電力可以在空中停留11分鐘，向前飛行速度可達(dá)17.6千米/時(shí)。據(jù)介紹，美國軍方將利用飛機(jī)上的微型攝像機(jī)在戰(zhàn)區(qū)中偵查敵人的位置，而不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，并最終把它們部署在農(nóng)村和城市地區(qū)。

　　納米蜂鳥的成功標(biāo)志著人類在室內(nèi)無人偵察和監(jiān)控領(lǐng)域進(jìn)入了一個(gè)新的高度。研發(fā)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人表示，這種無人機(jī)的研制成功為新一代具有小鳥一樣靈活性和外觀的飛行器鋪平了道路，并且挑戰(zhàn)了空氣動(dòng)力學(xué)的極限。航空環(huán)境公司是全球最大的無人機(jī)生產(chǎn)商之一，它已為美國軍方提供了許多不同的機(jī)型，包括此前的“大烏鴉”無人偵察機(jī)。

　　2010年，航空環(huán)境公司收到了美國政府2182份“大烏鴉”便攜式無人偵察機(jī)的訂單。“大烏鴉”重不到2千克，翼展約1.3米，使用電池驅(qū)動(dòng)，可攜帶紅外攝像機(jī)，最大巡航速度近100千米/時(shí)，續(xù)航時(shí)間60到80分鐘。“大烏鴉”非常小巧，分解后可以放入背包內(nèi)。它主要用于戰(zhàn)地偵察，士兵直接用手投擲起飛，2003年以來，“大烏鴉”在阿富汗得到了廣泛使用，并受到美軍高度評(píng)價(jià)

　　另外，在2012年10月，美國的TechJect公司公布了一款手掌般大小的飛行機(jī)器人，它的外形就如同一只蜻蜓。據(jù)悉，這個(gè)機(jī)器人的重量還不到一盎司（5.5克），可拍攝高清晰度的圖片，也可通過Wi-Fi控制iPad或智能手機(jī)。這款無人機(jī)身體里擁有20個(gè)傳感器，能夠用來進(jìn)行航拍、特技飛行或者是自主安全巡邏和監(jiān)控。這款無人機(jī)利用了一種名為共振的空氣動(dòng)力學(xué)原理。當(dāng)空氣密度、風(fēng)速以及“蜻蜓”身體組織的重量完美平衡時(shí)，“蜻蜓”的翅膀拍動(dòng)的效率最高，此時(shí)，翅膀的拍動(dòng)會(huì)制造出渦旋波，這些渦旋波會(huì)合并在一起。TechJect公司的總裁賈揚(yáng)特·拉蒂表示，撲翼飛機(jī)利用共振能顯著提升其能效，用最小的努力制造出最優(yōu)化的提升效果。2013年，拉蒂團(tuán)隊(duì)制造出了商用的無人機(jī)，提供給昆蟲無人機(jī)的狂熱愛好者和無人機(jī)技術(shù)的早期接受者；他們計(jì)劃到今年年底之前，為其他市場(chǎng)發(fā)布另一個(gè)版本的無人機(jī)。