最近，一款，哦不，一只命名为RoboBee X-Wing（蜜蜂机器人）号称史上最轻的自主飞行器，登上了6月27日的Nature杂志封面。
一直以来，做出质量超轻的微型昆虫飞行器是一项工程学挑战。主要是由于质量超轻就必须减小负重，这对设备必备的能量和驱动部分设计带来了挑战。（所以不少昆虫飞行器都是带“尾巴”的，采用非机载的有线电源的系绳飞行。比如下图这样的。）
RoboBee X-Wing由哈佛大学的研究人员开发，是模拟昆虫制造的飞行机器人。重量很轻，259毫克，比一枚回形针还轻，体积也很小，翼展约3.5厘米。
最重要的是，它不需要额外电池或者引线供电。仅凭借太阳能电池，有光就能飞行。
上部是6块超轻的太阳能电池。可以提供120毫瓦电能。
中间是压电陶瓷转换器。
下面是控制与电能转换的电路。电路转换成200V高压脉冲，驱动压电陶瓷转换器，带动四对扑翼摆动。
当在适当的光线下，获得足够多的电能，RoboBee X-Wing 能完成起飞和悬停。
不过，RoboBee X-Wing依旧不完美。由于在正常日照下，目前的太阳能电池性能还不足与满足RoboBee X-Wing的需求，哈佛研究人员实验室使用了卤素灯（几倍于太阳光）来为这种昆虫飞行器提供能量。下图为飞行器实验拍摄。
也就是说，目前，RoboBee X-Wing只能在实验室中完美起飞和悬停。研究人员表示将进一步优化，真正实现自主飞行。
RoboBee X-Wing的更多细节：
RoboBee X-Wing的太阳能电池、扑翼系统和电路板
机翼的结构
驱动电路：
a，三个驱动波形会产生相同的扑翼运动。
b，双向反激式转换器电路。VIN是输入电压，CIN是输入电容，QL是低位开关，DL是低位二极管，LP为变压器初级绕组，LS是变压器次级绕组，QH是高位开关， DH是高位二极管，VO是输出电压。
c，完整电路，包括两个双向反激转换器，驱动两个压电陶瓷晶片。MCU中的ADC监视板A或板B的输出电压。然后将结果与期望电压V des比较，并对相应的开关产生脉冲信号。
驱动电信号示意图：
a，致动器横截面图，表示了电压命名，极化方向（红色箭头）和弯曲方向（蓝色箭头）。
b，对飞行器施加的实测电压。为方便比较，绘制的是理想化的扁平正弦电压信号（Vpp = 193 V，f = 174 Hz，加入8.4 V的电压偏移以匹配数据。c，相应的输入电压（V IN）; V OC是光伏电池阵列的开路电压。
d，对实测数据（V diff）和理想化扁平正弦的前几个谐波的振幅比较。
论文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1322-0/
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