这种飞行昆虫你绝对不想拍死。它不会咬人、蜇人或传播疾病，总有一天它可能是一种拯救生命和气候的工具。届时，它可以用于作物监测、火灾探测、在灾难废墟中搜寻幸存者，以及嗅探气体泄漏，尤其是那些加剧全球变暖的甲烷——一种比二氧化碳强得多的温室气体。隆重推出……RoboFly！它是第一款无需地面电源线束缚即可起飞的机器人飞行昆虫，重量仅比牙签稍重，通过激光束驱动微小的拍打式机翼（而不是像无人机那样使用螺旋桨）起飞。一个微型车载电路将激光能量转化为电能，从而驱动其机翼拍打。
目前，RoboFly 只能起飞和降落——但摆脱束缚只是开始。“在此之前，无线昆虫大小的飞行机器人只存在于科幻小说中，”华盛顿大学机械工程系助理教授、RoboFly 的创造者之一索耶·富勒说。“我们新推出的无线 RoboFly 表明，它们离现实生活已经近得多。”
研究人员在最近于布里斯班举行的国际机器人与自动化会议上展示了他们的研究成果。
科学家们最终认为，他们的发明将能够悬停、停留在物体上，并通过激光或可能通过添加微型电池或从射频信号中汲取能量来飞行。目标是将其用于执行特定任务，例如监测作物生长和检测燃气泄漏。他们甚至认为，或许可以为它们配备烟雾探测器，这样它们就能比大型机器人更快地发现森林火灾。
“研究表明，天然气（甲烷）泄漏可能非常普遍，以至于每单位能量产生的温室气体排放量可能比煤炭更严重，”富勒说。“这是因为天然气的温室效应比燃烧碳基燃料产生的二氧化碳要大得多。我希望创造一种能够方便地找到泄漏的技术，能够帮助及时修补它们。”
这种情况将是这样运作的
“你将能够购买一小盒这些小型飞行机器人，打开它，它们就会自行飞出，并沿着空气中的气流寻找泄漏，”富勒解释道。“一旦它们找到一个，就会降落在附近并开始闪烁灯光。然后，人类只需要四处看看就能知道泄漏的位置。这将取代目前手工覆盖区域进行气体传感的费时且危险的过程。”
他说，要实现这一点所需的自主水平还需要几年时间。“即便如此，我认为这是非常有可能实现的，”富勒说。“大自然已经证明，从苍蝇到秃鹫，有无数的物种能够利用空气中化学气流携带的信息来找到其来源。”
富勒表示，该设备在农业领域也可能具有重要用途，“可以飞入植物冠层，检测病虫害，并以比顶视无人机更精细的细节测量湿度等参数，从而实现一种新型的‘微农业’，能够局部定制环境以优化产量。”
因此，他说，将这种昆虫从其“束缚”中解放出来，“是让它们能够自由飞行并执行我们设想的应用的必要一步。”
停驻——即通过振翅或拍打翅膀保持在空中，然后降落并停留——是另一个目标。“我们之所以对停驻感兴趣，是因为这是长时间高效运行的一种方式，而且在RoboBee（当时仍有电线连接）上已经实现了这一点，”机械工程博士生、该团队成员约翰内斯·詹姆斯说。“我们已经在这方面取得了进展。”
根据詹姆斯介绍，机器人苍蝇可以停靠在管道沿线或炼油厂的支架上，例如，并沿管道长度进行长期传感，然后移动到其他地方收集更多数据。此外，由于扑动翅膀会消耗电力，能够在原地不拍打翅膀的能力可以节省能源。
“与单个昂贵的机器人相比，这种分布式传感式操作在寻找难以检测的泄漏等应用中具有一些显著优势，”他说。“停驻或在地表移动的能力将有助于它们更长时间地运行。”
该团队使用一束窄小的不可见激光束为昆虫供电，将其对准机器人上方安装的光伏电池，光伏电池将激光转化为电能。但是单独的激光无法产生足够强的电压来驱动机翼运动，因此科学家们还设计了一个电路来提升光伏电池产生的电压，使其足以驱动飞行。该团队最终希望使用电池作为能源，“但目前它们对于苍蝇大小的机器人来说太重了。”
詹姆斯补充道：“未来的工作，在电源解决方案方面，将包括瞄准激光以实现持续飞行，从环境光线水平收集能量进行短途飞行然后充电；第三点，也是让我非常兴奋的，是通过耦合线圈进行无线供电，有点类似于尼古拉·特斯拉的沃登克里弗塔和科罗拉多斯普林斯项目。”“第三点很难解释，但绝对很酷。”
科学家们还在昆虫的电路中放置了一个微控制器，它就像一个大脑，告诉机翼何时启动。
詹姆斯指出，机器人昆虫甚至可以增进科学家对真实昆虫的了解。
“我们仍然不太了解飞行昆虫是如何工作的，”他说。“事实上，当你仔细想想，它们是惊人的。这就是 RoboFly 可以提供帮助的地方。机器人对于生物研究非常有价值，而开发一种无线 RoboFly 是理解实际昆虫行为的关键一步。”
玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿，该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。
