华盛顿大学的研究人员开发了小型机器人设备，可以通过在下降过程中“卡入”折叠位置来改变它们在空中的移动方式。

当这些“微型飞行器”从无人机上掉落时，它们会使用 三浦折纸折叠法从翻滚并在空中向外分散转变为直接掉落到地面。为了分散传单，研究人员使用几种方法控制每个设备转换的时间：机载压力传感器(估计高度)、机载计时器或蓝牙信号。

微型飞行器重约 400 毫克，大约是钉子重的一半，在微风中从 40 米(约 131 英尺)高空坠落时，可以飞行一个足球场的距离。每个设备都有一个板载无电池执行器、一个太阳能收集电路和控制器，用于在半空中触发这些形状变化。微型飞行器还能够携带机载传感器来测量飞行时的温度、湿度和其他条件。

该团队于 9 月 13 日在Science Robotics上发表了这些结果。

“使用折纸为微型飞行器开辟了新的设计空间，”共同高级作者、华盛顿大学保罗·G·艾伦计算机科学与工程学院助理教授Vikram Iyer说。“我们将受到树叶几何图案启发的 Miura-ori 折叠与能量收集和微型执行器相结合，使我们的飞行器能够模仿不同树叶类型在半空中的飞行。在展开的平坦状态下，我们的折纸结构在风中混乱地翻滚，类似于榆叶。但是切换到折叠状态会改变其周围的气流，从而实现稳定下降，类似于枫叶掉落的方式。这种高度节能的方法使我们能够无需电池控制微型飞行器的下降，这在以前是不可能的。”

这些机器人系统克服了多项设计挑战。设备：

足够坚硬，以避免在信号发出之前意外转变为折叠状态。

状态之间的快速转换。该设备的板载执行器仅需约 25 毫秒即可启动折叠。

在不受电源束缚的情况下改变形状。微型飞行器的能量收集电路利用阳光为执行器提供能量。

目前的微飞行器只能在一个方向上转变——从翻滚状态到下落状态。这个开关允许研究人员同时控制多个微型飞行器的下降，因此它们在下降过程中向不同的方向分散。

研究人员表示，未来的设备将能够双向转换。这一附加功能将允许在狂风条件下实现更精确的着陆。

标 签：