科学家制造出没有电机的微型机器人,可以仅使用声波飞行

一种具有百年历史的乐器调音技巧已被重新用于为机器人提供动力,这些机器人仅使用声波即可飞行、漂浮和驾驶。

来源:LiveScience

如果您吹过空瓶子的顶部,您会听到清晰、稳定的音符。现在,工程师们已经使用相同的概念为微型机器人提供动力,这些机器人无需安装任何电机即可移动。

这些新设备完全由声音驱动。当正确的频率瞄准它们时,其结构中内置的空心室会产生共振并喷出一股空气,产生足够的推力来驾驶小船或将微型飞行机器人抬离地面。

科学家们在 8 月 12 日发表在《科学进展》杂志上的一项研究中描述了他们的创新。

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19 世纪的调音技巧,小型化

其背后的效应被称为亥姆霍兹共振,由德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹于 1856 年首次研究,当时他试图发明一种用于调音乐器的工具。他注意到,当空腔内的空气产生共振时,也会喷出微弱的空气射流。

“当你用乐器演奏时,它的威力不是很大,因为压力很低,”该研究的合著者、瑞士洛桑瑞士联邦理工学院 (EPFL) 机械工程副教授 Selman Sakar 说。他告诉《生活科学》杂志:“但如果你能提高压力,突然之间,喷射流就会变得很重要……在某种程度上,这种力可以被用于机械。”

研究小组意识到,缩小亥姆霍兹谐振器会将激活它们所需的频率推至超声波范围,这意味着它的音调太高,人类无法听到,而且最重要的是,更容易精确聚焦。萨卡尔说,产生相同力量的较大版本需要足够大的可听声音,既令人烦恼又可能有害。

使用一种称为双光子打印的专门 3D 打印技术,研究人员根据亥姆霍兹的原始方程构建了中空结构,并通过实验室测试和计算机模拟证实它们产生了预测的推力。

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