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科学家开发自动驾驶微型机器人 仅利用光和无线电供电

携带传感器的小型移动机器人可以执行诸如捕捉气体泄漏或跟踪仓库库存等任务。但是移动机器人需要大量能量,而典型的电池作为电源限制了使用寿命并引发环境问题。研究人员已经探索了各种替代方案:将传感器固定在昆虫身上,在附近放置充电垫,或者用激光为机器人供电。每种方法都有缺点。昆虫会四处漫游,充电设备限制了范围,激光可能会伤害人眼。

现在科学家开了一款仅由光和无线电波供电的自动驾驶微型机器人。这种机器人可能会在许多领域中发挥重要作用。包括但不限于智能交通、仓储物流、搜索和救援、医疗护理和环境监测等。此外,通过改进机器人群体之间的数据共享能力,这些机器人可以更有效地协调行动,提高任务完成速度和准确性。

现在,华盛顿大学的研究人员已经创建了一种名为MilliMobile的微型自动驾驶机器人,由周围光或无线电波供电。MilliMobile配备了类似太阳能电池板的能量收集器和四个车轮,大小约为一分硬币,重量与一颗葡萄干相当,即使在阴天,它每小时可以在公交车长度(30英尺或10米)内移动。该机器人可以在混凝土或压实土壤等表面上行驶,并且可以携带相当于自身重量三倍的设备,如相机或传感器。它使用光传感器自动向光源移动,这样它就可以依靠收集的能量无限期地运行。

该团队将于2023年10月2日在西班牙马德里举行的ACM MobiCom 2023会议上展示他们的研究成果。

科学家开发自动驾驶微型机器人 利用光和无线电供电

研究人员受到‘间歇计算’的启发,将复杂程序分解为小步骤,以便在有能量可用时,能量非常有限的设备可以逐步工作。对于MilliMobile,研究人员将这个概念应用到运动中。这样减小了机器人的尺寸和重量,使其只需要很少的能量来移动。类似于动物迈步的方式,该机器人以离散增量移动,使用小能量脉冲来转动车轮。

该团队在室内和室外进行了MilliMobile的测试,包括公园、室内水培农场和办公室等环境。即使在光线非常暗的情况下,例如仅由厨房柜台下的灯光供电,机器人仍能缓慢前进。

这些机器人还能够自主导航,利用内置传感器和微型计算芯片进行导航。为了证明这一点,该团队对机器人进行了编程,使机器人内置光传感器朝光源移动。

研究人员为MilliMobile配备了光、温度和湿度传感器,并具备蓝牙功能,使其能够在650英尺(200米)范围内传输数据。未来,他们计划为这些机器人添加其他传感器,并改进机器人群体之间的数据共享能力。

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