这些微型无人机靠声音驱动

MICROBS 实验室的微型飞行器。 2026 EPFL/MICROBS – CC-BY-SA 4.0。作者:Celia Luterbacher 当您将空气吹过瓶颈时,您不仅会产生令人愉悦的音调:您还会展示一种称为亥姆霍兹共振的现象。当气流穿过开口导致空气滞留在空腔(如玻璃瓶)内时,就会发生这种情况 [...]

来源:Robohub

MICROBS实验室的微型飞行器。2026 EPFL/MICROBS – CC-BY-SA 4.0。

作者:Celia Luterbacher

当你对着瓶口吹气时,你不仅仅是在产生一个悦耳的音调:你还在演示一种称为亥姆霍兹共振的现象。当气流穿过开口时,会导致被困在空腔(如玻璃瓶)内的空气来回振荡。在某些频率下,这些振荡变得更强,产生熟悉的嗡嗡声。

现在,洛桑联邦理工学院工程学院微型生物机器人系统实验室的研究人员利用了这一现象背后的物理原理,构建了中空结构,作为微型的、由声音驱动的机器。这项创新已发表在《科学进展》杂志上。

“我们不是用声波推动设备,而是创建了声学谐振器,这些谐振器被调谐以利用特定频率的声音来产生定向推力和受控运动,”实验室负责人Selman Sakar说。“我们的工作展示了将简单、巧妙设计的机械部件转变为机器人物质的可行性。”

MICROBS实验室的声动力船。2026 EPFL/MICROBS – CC-BY-SA 4.0。

微型船和微型飞行器

虽然以前的方法使用声波在半空中悬浮被动物体,但EPFL团队设计的设备可以将声音转换为其自身的推进力。他们的创新在于制造被称为空腔的中空圆形或钟形结构。

当声波激发这些空腔内的空气时,振荡的空气以集中的射流形式被排出,而进入的气流则更加分散。这种不平衡产生推力,可以驱动小型运载工具。这些声动力空腔可以由多种材料制成,包括常见的3D打印塑料、类橡胶聚合物和玻璃。

MICROBS实验室的微型飞行器。2026 EPFL/MICROBS – CC-BY-SA 4.0。

飞行中的微型飞行器。2026 EPFL/MICROBS – CC-BY-SA 4.0。

迈向声响应机器人技术

参考文献