MIT開發「螢火蟲」機械人 有助搜救行動

科學家造出了只有昆蟲大小的飛行設備，而且能夠像螢火蟲般發光。研究者稱這種設備很適合飛入人類難以抵達的地方，例如倒塌的建築廢墟內完成搜救任務。

麻省理工學院（MIT）的研究人員以前開發的具有人造肌肉的昆蟲機械人，能夠像昆蟲一樣快速扇動翅膀飛行。這項新研究中，工程師向人造肌肉中加入了電致發光（electroluminescent）粒子。新型機械人可以通過發光信號互相通訊，將在各種搜救任務中有廣泛的應用前景。

工程師用彈性材料層，和用作電極的碳納米管材料層交替疊加在一起，捲起來成為柔軟的圓柱體，製成這種人造肌肉材料。當圓柱體被施加電壓的時候，電極材料會擠壓彈性材料，從而形成機械壓力，造成扇動翅膀的效果。

現在，研究人員向人造肌肉內加入一種硫酸鋅粒子。這是一種電致發光材料，意即在電場作用下會發光的材料。這些粒子在高頻電場的作用下，發出光子。研究人員使用高電壓在人造肌肉內產生強電場，用高頻電場驅動機械人，使得這些粒子發出明亮的光線。

主要研究員之一麻省理工學院的陳凱文（Kevin Chen）說：「以前所使用的電致發光材料很耗電，但是我們的電致發光材料從某種意義上說，幾乎不耗電，因為我們只使用飛行所需的電場頻率（使材料發光）。」

陳凱文說：「我們沒有使用額外的驅動機制、電線或任何部件，只需耗費大約3%的能量即可使其發光。」研究人員還發現，調整鋅材料粒子裏面的化學成份即可改變發光的顏色。他們造出了發綠光、橘黃色光和藍光的材料。

研究者表示，發光的性能很重要，因為這便於追蹤這些機械人。這些設備很輕，無法承載任何常用的較重的設備，比如藍牙或無線通訊設備。研究人員以前常用紅外線相機追蹤它們，但是在戶外的環境下難度很大。

而這種新型發光的機械人，使用幾個手機的相機即可進行追蹤。研究人員開發了一套電腦程序追蹤這些發光的小機械人，位置的精確度可以達到2毫米範圍以內。

陳凱文說：「我們使用的是便宜的硬件，追蹤的效果卻可以和成本高達數萬美元的高檔設備相比，且相當精確。」

最後，研究還介紹說，這些發光粒子材料只給機械人增加了2.5%的重量，所以幾乎不影響它們的飛行性能。

這份研究6月1日發表於電氣電子工程師學會（IEEE）的《機械人與自動化快報》（Robotics and Automation Letters）。#

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