RoboBee视线朝向墙壁或撞向玻璃盒的场面可能曾经引起哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)哈佛微型机器人实验室的研究人员的恐慌，但仅此而已。
SEAS和Wyss生物启发工程研究所的研究人员开发了一种具有弹性的RoboBee，该RoboBee由柔软的人造肌肉驱动，可以撞击到墙壁，掉落到地板上并与其他RoboBees碰撞而不会受到破坏。这是第一款由软执行器驱动的微型机器人，可实现受控飞行。
该论文的第一作者，SEAS的前研究生和博士后研究员Yuyu Chen说：“在微型机器人领域，由于移动机器人具有很高的回弹力，已经使移动机器人变得非常有力。”“但是，该领域的许多人一直怀疑它们可以用于飞行机器人，因为这些执行器的功率密度根本不够高，而且众所周知难以控制。我们的执行器具有足够高的功率密度和可控性。实现悬停飞行。”
这项研究发表在《自然》上。
为了解决功率密度问题，研究人员基于扩展的Tarr系列材料教授David Clarke的实验室开发的电动软致动器。这些软执行器使用具有良好绝缘性能的绝缘材料绝缘弹性体制成，在施加电场时会变形。
通过提高电极的电导率，研究人员能够以500赫兹的速度操作执行器，这与以前在类似机器人中使用的刚性执行器相当。
处理软执行器时的另一个挑战是系统趋于弯曲并变得不稳定。为了解决这一挑战，研究人员建造了带有一条垂直约束线的轻型机身，以防止执行器弯曲。
在这些小型机器人中，软执行器可以轻松组装和更换。为了演示各种飞行能力，研究人员构建了几种不同型号的软性RoboBee。两翼模型可以从地面起飞，但没有其他控制。四翼，两个执行器模型可以在杂乱的环境中飞行，一次飞行即可克服多次碰撞。
SEAS的前研究生，论文的共同作者之一伊丽莎白·法雷尔·赫尔布林(Elizabeth Farrell Helbling)说：“小型，低质量的机器人的一个优势是它们具有抵御外部冲击的能力。”“软执行器提供了额外的好处，因为它可以比传统的执行策略更好地吸收冲击力。这在潜在应用中会派上用场，例如在瓦砾中飞行以进行搜索和救援任务。”
八翼四执行器模型展示了受控的悬停飞行，这是首款用于软动力飞行微型机器人的悬停飞行。
接下来，研究人员的目标是提高软动力机器人的效率，该效率仍然远远落后于传统的飞行机器人。
“具有肌肉样特性和电激活功能的软执行器代表了机器人技术的巨大挑战，”罗伯特伍德(Robert Wood)说，他是SEAS的工程与应用科学教授，Wyss生物启发工程研究所的核心教员，该研究的高级作者。纸。“如果我们能够设计出高性能的人造肌肉，那么天空就是我们可以制造的机器人的极限。”