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    期刊簡介

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    可充電遙控半機械“小強”現身 能幫助檢查危險區域或監測環境

    發布日期:2022-09-22    【字號:  

    由日本理研先鋒研究中心(CPR)研究人員領導的一個國際團隊設計了一種遠程控制的半機械蟑螂系統,該系統配備了一個微型無線控制模塊,可通過太陽能電池供電。盡管有機械裝置,但超薄的電子設備和柔性材料允許昆蟲自由移動。該成果發表在5日的《npj柔性電子學》上,有望推動半機械昆蟲更快走進現實應用。

    研究人員一直在努力設計一半是昆蟲、一半是機器的半機械昆蟲,以幫助檢查危險區域或監測環境。操作者需要對半機械昆蟲的腿部進行無線的、長時間的遠程控制。最好的解決方案是通過一個車載太陽能電池為半機械昆蟲供電。

    為了成功地將這些設備集成到表面積有限的蟑螂身上,研究團隊開發了一種特殊的背包、超薄有機太陽能電池模塊以及一種黏合系統,使機器能夠長時間連接在一起,同時允許蟑螂自然移動。

    研究小組用身長約6厘米的馬達加斯加蟑螂進行了實驗。他們用一個模仿蟑螂模型身體的特別設計的背包,將無線腿部控制模塊和鋰聚合物電池連接到這只昆蟲背上的胸部靠上位置。背包用彈性聚合物3D打印而成,與機器蟑螂的曲面完美契合,使得剛性電子設備可穩定地安裝在其胸部長達一個多月。

    0.004mm厚的超薄有機太陽能電池組件安裝在腹部的背側。研究人員介紹稱,這種“貼身”超薄有機太陽能電池組件的輸出功率為17.2毫瓦,是目前的昆蟲能量采集裝置輸出功率的50多倍。

    在仔細檢查了蟑螂的自然運動后,研究人員意識到,蟑螂的腹部會改變形狀,外骨骼的部分會重疊。為了適應這種情況,他們將黏合和非黏合部分交錯放置在薄膜上,這使得它們既可彎曲,又可保持連接,確保了機器蟑螂的行動自由。

    測試中,研究人員將這些組件與刺激腿部的電線整合到機器蟑螂體內,用光給電池充電30分鐘,并使用無線遙控器讓機器蟑螂左右轉彎。

    研究人員表示,這種策略還適用于甲蟲等其他昆蟲,甚至未來還可用于蟬等會飛的昆蟲。(來源:科技日報)

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