哈佛RoboBee刷屏多年，核心团队有咱中国学生！博士毕业两篇科学子刊一作

提到微型机器人，哈佛大学的RoboBee想必是最早确定江湖地位的一只。这只出身名门、耗时10年时间研发出来的重磅机器人大小只有一枚硬币大，体重也只不过86毫克。但即便如此，这只小小的微型机器人在2013年问世以来，便受到了不小的关注。

小机器人的灵感来源于苍蝇，薄如蝉翼的翅膀每分钟都能煽动120次。虽然这只小昆虫还并不完美，需要外接电源和控制线。但这一点也不影响它的受欢迎程度。因为在机器人里它真的太小了，小到几乎可以隐身。如果有一天丢掉后面的尾巴便可以自由自在穿梭在各个空间。飞入废墟去搜索救援，飞到敌人看不见的地方暗中观察……

因为有缺点RoboBee的项目负责人Robert Wood一直带领团队改善和进化着这只小机器人。慢慢的机器人不仅能飞，还附带了静电吸附功能。它可以停留在物体的任何表面歇息，无论是光滑的平面，垂直的墙面，还是柔软的树叶。这新增的在空中小憩的功能让RoboBee的电源消耗降低了1000倍，获得了更持久的续航能力。

后来它还学会了下水。因为侦查这活多少会涉及到水下任务。在Robert Wood教授的努力下，RoboBee不仅能在空中飞翔，还能在水底自由遨游。

但彼时的RoboBee还只会入水却并没有领悟出水的“真谛”。所以，就在上个月该团队又在ScienceRobotics上发表了文章，RoboBee终于突破了表面张力，能从水底一跃飞入空中了。

从此，这只出身哈佛的RoboBee变成了上天入水无所不能的神奇机器人。

但是，小编我今天除了要为大家介绍的，除了这只小小的机器人，还有小机器人背后的中国学生身影。

那就是上图这位名叫陈宇峰的小帅哥了。本科从康奈尔大学毕业之后，便一直师从Robert Wood教授，现在在哈佛做博士后方面的研究。从入哈佛至今，陈宇峰博士便一直从事RoboBee项目的项目研究。从提出扑翼流体力学在空气和水中的相似性到扑翼机器人水下稳定性分析和出水设计，陈宇峰博士一直专注于RoboBee的总体设计，提高它的气动效率，最大载荷和活动能力。

值得一提的是，今年RoboBee的科研成果刊登在了机器人界的著名期刊《Science Robotics》上，陈宇峰博士为第一作者。就连今年中国首篇刊登在《Science Robotics》封面的软体机器人的文章，陈宇峰博士也和北京航空航天大学的王越平博士和杨兴邦博士一起是这篇文章的共同第一作者（文力老师是通讯作者）。年纪轻轻便囊括两篇《Science》机器人子刊文章的一作，希望陈博士今后可以做出更多优秀的成果。虽然在学术圈混了很久，看了很多拥有这种开挂人生的人，但还是不禁感叹，他们是怎么做到的呢！

关于机器人RoboBee最新科研成果，我们有幸邀请到陈宇峰博士为我们亲自讲述。关于RoboBee破水而出的点滴。

大自然有很多不容小觑的微小力量，液体的表面张力就是其中一种。它可以帮助像水黾这样的水上生物练就一身水上漂的神奇武功。也可以阻止像RoboBee这样的小机器人破水而出。据了解，新版本的RoboBee重量约为175毫克，而液体的表面张力是机器人重量的10倍以上，为其最大升力的3倍。之前的研究证明锋利边缘的撞击，亲水图层，及表面活化剂能大大降低水的表面张力促进机器人潜入水里，但如何从水里返回到空中，仍然存在问题。

陈宇峰博士提供的从水里拉出RoboBee所需要的力

于是Robert Wood团队想到了一个办法——靠电解水产生的气体提高RoboBee的浮力。

谁都没有想到，这个小时候化学课本里就学到的最简单的化学方程式，却成为RoboBee浮出水边的动力之一。机器人身上新增加的电解板在水中产生的气体能够增加机器人的浮力，将翅膀从水中推出漂浮在水面上。在这个过程中，表面张力可以使得蜜蜂机器人在水里和水面保持稳定。

电解板电解水的过程

而电解水更有利的一点是，它产生的气体一个是可燃气体氢气，一个是助燃气体氧气。他们将这些气体收到RoboBee的中央气体收集器中。当机器人浮到水面上时，一个小小的火花便能点燃收集室里的气体，给RoboBee一个瞬间的推力，让它跳跃出水面。

感觉像是一个无污染的微型火箭

可能帮助RoboBee突破水面的知识点并不是什么神奇的发现，只是很多日夜苦思冥想之后的突然领悟。而且因为受尺寸的限制，它身上没有多余的空间安装复杂的传感器和其他指令系统，所以尽管RoboBee可以上天入水自由翱翔，却还不能被远程控制，还需要受一根丝线的控制。但相信陈博士更多的奇思妙想最终能让RoboBee走出实验室，走进更高大上的机器人之旅。

用一套翅膀和压电发动装置实现空气中和水下的运动，在水下进行高效率的电解，在尽量低的电压下（250V）点燃氢氧混合气体，保持稳定的出水和起跳姿态，以及降低爆炸对机器人结构的影响，都是这项研究解决的重要问题。值得一提的是，陈博士利用激光加工的技术设计并制造了高精度的电解和打火器件，同时把它们的总重量保持在7毫克以下。这种对复合及金属材料的机密加工能力不仅仅可以应用在微型机器人上，也可以和软体机器人的技术相结合。在和文力老师合作的《Science Robotics》研究中，那些提高摩擦力和吸附能力的微型鱼刺也正是运用相似的工艺由激光加工碳纤维材料而成。

陈宇峰博士在哈佛大学官网发布相关新闻时曾表示，“我们希望，RoboBee在自身重量和水面张力的协调表现可以给之后多功能微型机器人设计带来启发，也希望这款RoboBee蜜蜂机器人未来可以移动到复杂的地形去帮我们执行各种任务。”大讲堂在这里也期待看到RoboBee实际应用的一天。

陈博士还表示期望通过大讲堂的平台，在国内找到更多的合作者。共同探讨、学习与提高。各位大讲堂粉丝如果有需要和陈博士沟通可以直接同陈博士发邮件，邮箱地址为[e-mail]。

推荐阅读

温馨提示

意向合作，文章转载， 均可联系堂博士电话：[phone](同微信)。

以上需求均可联系微信：35735796。