为了帮助调查危险区域或监测环境，科学家们一直在尝试创造半机械人昆虫，部分昆虫，主要是机器。 不过，远程控制机器人昆虫的能力对于它们的使用是可行的是必要的。 但是，它们的功率输出限制在 XNUMX mW 以下，这比无线运动控制所需的功率要低得多。 能量收集设备的面积和负载严重影响了微型机器人的移动性。
由研究人员领导的国际团队 RIKEN 开创性研究集群 (CPR) 设计了一个用于制造遥控机器人蟑螂的系统。 该系统由一个微型无线控制模块组成，该模块由一个 可充电电池 附在一个 太阳能电池. 尽管有机械装置，但昆虫可能会移动，这要归功于柔性材料和超薄电子设备。
科学家们使用 6 厘米长的马达加斯加蟑螂进行了研究。 无线腿控模块和锂聚合物电池安装在昆虫的胸部，使用一个定制的背包，该背包仿照蟑螂模型的身体制成。 背包采用弹性聚合物 3D 打印，完美贴合蟑螂的曲面。 这使得刚性电子设备能够稳定地安装在胸腔上一个多月。
RIKEN CPR 的 Kenjiro Fukuda 说， “0.004 毫米厚的超薄有机太阳能电池模块安装在腹部的背侧。 安装在身体上的超薄有机太阳能电池模块实现了 17.2 mW 的功率输出，是目前最先进的活体昆虫能量收集装置的 50 倍以上。”
由于有机的运动自由成为可能 太阳能电池的薄而灵活的结构以及它与昆虫的连接方式。 科学家们在仔细观察典型的腹部后发现，腹部改变了形状，部分外骨骼重叠 蟑螂运动.
为此，他们将粘合剂和非粘合剂区域散布在薄膜上，让它们在保持附着的同时弯曲。 当测试更薄的太阳能电池薄膜时，蟑螂跑相同距离的时间是原来的两倍，而且它们在仰面摔倒后很难站起来。
一旦这些组件被整合到刺激腿段的蟑螂和电线中，新的机器人就被测试了。 电池用伪太阳光充电30分钟，用无线遥控器让动物左右转。
福田 说过, “考虑到胸部和腹部在基本运动过程中的变形，胸部的刚性和柔性元件以及腹部的超软装置的混合电子系统似乎是机器人蟑螂的有效设计。 此外，由于腹部变形不是独特的 蟑螂，我们的策略将来可以适应甲虫等其他昆虫或蝉等飞虫。”
杂志参考：
- Kakei, Y., Katayama, S., Lee, S. 等。 将安装在身体上的超软有机太阳能电池集成到具有完整机动性的机器人昆虫身上。 npj 柔性电子 6, 78 (2022)。 DOI： 10.1038/s41528-022-00207-2
