这款受大黄蜂启发的机器人在翅膀受伤后可以恢复

鉴于大黄蜂以令人惊讶的规律性在周围环境中弹跳的习性，它们确实名副其实。但尽管它们有过多次碰撞，这种小昆虫的翅膀可以承受相对较大的损伤，并且仍然能够很好地继续沿着授粉路线飞行。这种令人惊讶的自然翅膀强度通常胜过大多数飞行机器人的翅膀阵列，因为这些机器人的翅膀阵列可能会因为最小的问题而停飞。这种韧性最近激发了研究人员深入研究是什么让大黄蜂如此坚强，以及工程师如何在修复自己的人造翅膀时模仿这种韧性。

在即将出版的研究期刊《科学机器人》中，麻省理工学院的一个研究小组详细介绍了他们改进微型空中机器人执行器（又称人造肌肉）的新方法，使其能够承受相当大的损坏并继续飞行。在这种情况下，测试机器人大约有一卷微型磁带那么大，重量略重于普通回形针。每个机器人都有两个机翼，由放置在两个电极之间并卷成管状的超薄介电弹性体执行器 (DEA) 层供电。通电后，电极会收缩弹性体，从而使机翼拍打。

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DEA 已经存在多年，但其中的微小瑕疵都可能产生火花，损坏设备。然而，大约 15 年前，研究人员意识到，可以通过所谓的“自清洁”来避免因一次轻微损伤而导致的 DEA 故障，即在 DEA 上施加足够高的电压，使电极与问题区域断开，同时保持其其余结构完好无损。

对于较大的伤口，例如机翼撕裂导致过多空气通过，研究人员开发了一种激光烧灼方法，在伤口周围造成轻微损伤。完成此操作后，他们便能够利用自清洁烧掉受损电极并隔离问题。为了评估疗效，工程师甚至将电致发光粒子集成到每个执行器中。如果光线从该区域发出，他们就知道执行器的这一部分正在工作，而变暗的部分则意味着它们无法使用。

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该团队的修复创新在压力测试中显示出巨大的潜力。自我清理使空中机器人能够保持性能、位置和高度，而对 DEA 进行的激光手术恢复了其正常能力的约 87%。“我们对此感到非常兴奋。但昆虫仍然比我们更优秀，因为它们可以失去高达 40% 的翅膀，但仍然可以飞行，”电气工程和计算机科学 (EECS) 助理教授、论文的资深作者 Kevin Chen 在一份声明中表示。“我们还有一些追赶工作要做。”

但即使没有追赶，新的修复技术在使用飞行机器人在茂密的森林或倒塌的建筑物等困难环境中执行搜救任务时也会派上用场。