麻省開發「螢火蟲無人機」 有助搜救行動

螢火蟲在暗夜中閃閃發亮，這樣的景象啟發了美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）的科學家，他們利用螢火蟲為雛形概念，打造出迷你的機械螢火蟲無人機。能透過遠端遙控飛行，還會發出亮光，未來有望在搜救任務中使用。

研究人員開發出具有人造肌肉的昆蟲機器人，能夠像昆蟲一樣快速扇動翅膀飛行。研究員利用彈性材料層，和作為電極的奈米碳管材料層，疊在一起，捲起來成為柔軟的圓柱體，製成這種人造肌肉材料。當圓柱體被施加電壓的時候，電極材料會擠壓彈性材料，從而形成機械壓力，造成扇動翅膀的效果。

現在，研究人員在人造肌肉內加入一種電致發光（Electroluminescent，EL）的材料——「硫酸鋅」，意即在電場作用下會發光的材料。這些粒子在高頻電磁場的作用下，發出光子。研究人員使用高電壓在人造肌肉內產生強電場，用高頻電磁場驅動機器人，使得這些粒子發出明亮的光線。

主要研究員之一麻省理工學院的陳凱文（Kevin Chen）說：「以前所使用的電致發光材料很耗電，但是我們的電致發光材料從某種意義上說，幾乎不耗電。」

調整化學成分 改變發光顏色

陳凱文說：「我們沒有使用額外的驅動機制、電線或任何零件，只需耗費大約3%的能量即可使其發光。」研究人員還發現，調整鋅材料粒子裡面的化學成分即可改變發光的顏色。他們造出了發綠光、橘黃色光和藍光的材料。

研究者表示，發光的性能很重要，因為這便於追蹤這些機器人。這些設備很輕，無法承載任何常用的較重的設備，比如藍牙或無線通訊設備。研究人員以前常用紅外線攝影機追蹤它們，但是在戶外的環境下難度很大。

而這種新型發光的機器人，用手機即可進行追蹤。研究人員開發了一套電腦程式追蹤這些發光的小機器人，位置的精確度可以達到0.2公分範圍以內。

陳凱文說：「我們使用的是便宜的硬體，追蹤的效果卻可以和成本高達數萬美元的高設備相比，且相當精確。」

最後，研究還介紹說，這些發光粒子材料只給機器人增加了2.5%的重量，所以幾乎不影響它們的飛行性能。

這份研究6月1日發表於電氣電子工程師學會（IEEE）的《機器人與自動化快報》（Robotics and Automation Letters）。◇