从哈佛转到USC 14年才终于问世 这个微型机器人研究的价值在哪

微型机器人领域的研究人员在追求一种宏大梦想的也面临着艰巨的挑战。他们的目标是设计并制造出能够像昆虫一样飞行的微型飞行器（FWMAV），这些微型机器人能够从自然界中汲取灵感，模仿昆虫的运动和行为模式。开发与之尺寸和结构相匹配的可靠控制器一直是该领域面临的关键问题。

南加州大学的研究团队最近对此进行了深入研究，并在arXiv上公开发表了他们的最新成果。他们提出了一种全新的统一控制策略，有望为FWMAV的控制技术带来革命性的进展。这一研究的背后是自主微机器人系统实验室（AMSL），该实验室是过去二十年来在微型机器人研究领域不断发展和壮大的团队的一部分。

首席研究员Nestor O Perez-Arancibia教授表示，他们的目标是创造出能在高度非结构化环境中智能运行的人工昆虫。他坦诚地承认，尽管他们的机器在工程中表现出色，但在某些方面，如特技飞行能力、致动、传感以及计算能力等方面，仍然落后于真正的昆虫。

为了解决这个问题，Perez-Arancibia和他的团队多年来一直在研究如何从自然界中获取灵感，特别是通过观察和研究蜜蜂、蝴蝶和蚊子的行为和特征。他们的最新研究集中在开发一种通用控制策略上，该策略可以在不同类型的人工昆虫上使用。

他们使用两种实验平台进行了测试：一种类似于蜜蜂的两翼机器人，另一种是南加州大学开发的四翼Bee +微机器人。通过一系列实验，他们证明了一种基于四元数坐标的姿态控制技术可以同时应用于这两种机器人昆虫。这种技术最初是为了控制具有四个转子的无人飞行器而开发的，但现在被证明同样适用于驱动人工昆虫。

Perez-Arancibia表示，他们的方法简化了许多研究人员认为困难的问题，并展示了智能建模的力量。通过以一种新的、更好的视角看待问题，他们可以理解和分析复杂的现象，这些现象对于开发更好的机器人设计至关重要，特别是在空气动力产生、机构配置和致动方面。

他们的研究不仅提供了一种通用的控制策略，而且表明这种策略可以在多个平台中使用。这意味着研究人员可以使用更重的四旋翼飞机开发新的特技飞行算法，然后将其应用于更轻的四翼Bee +机器人。这对于微型机器人的发展至关重要，因为随着机器人飞行器变得越来越小，制造和处理的难度也在增加。

未来几个月，Perez-Arancibia和他的团队将致力于创建一个完全自主飞行的人工昆虫。他们认识到电池能量密度的限制是当前微型机器人发展的主要挑战，但他们计划通过利用催化反应驱动的人造肌肉来实现自主飞行。这为微型机器人的未来发展和应用开辟了新的道路。

随着研究的深入进行，南加州大学的研究人员所带来的新思路和方法可能会为昆虫样微型机器人的新控制器的设计和实施提供启示。这些微型机器人有可能在众多领域找到应用，例如搜索和救援任务、农业等。他们的研究也展示了从自然界中汲取灵感的重要性，通过模仿自然界的模式和原理，我们可以创造出更高效、更智能的机器人技术。