RIKEN 開拓研究部高級研究員、早稻田大學和新加坡南洋理工大學的高級研究員 Kenjiro Fukuda 開發了一種配備電子元件的“機器人昆蟲”,其中包括一個可以用光能充電的動力裝置。
電子技術的進步導致了生物和機器的集成,並且已經提出了具有行為控制模塊的機器人昆蟲用於城市搜索和救援、環境監測和危險區域檢查等應用。
為了長時間無線控制這些機器人昆蟲的運動並獲取環境數據,需要一種能量收集設備,例如能夠產生 10 毫瓦 (mW) 或更高功率的太陽能電池。然而,由於太陽能電池的輸出與其面積成正比,因此很難同時實現不會妨礙昆蟲運動的尺寸和 10 mW 或更高的輸出。
為此,課題組將厚度為4微米的柔性超薄有機太陽能電池以粘合區和非粘合區交替排列的“墊腳石結構”的形式貼在昆蟲腹部的背側。實現了能夠交流的半機械人昆蟲。安裝在半機械人昆蟲身上的有機太陽能電池模塊實現了 17.2mW 的輸出,可以為鋰聚合物電池充電並運行無線運動控制模塊。
預計這項研究的結果將擴大機器人昆蟲的應用範圍,使它們能夠長時間和遠距離運行,而無需擔心只要昆蟲的壽命持續就會耗盡電池。未來,通過使用更薄的控制電路並與傳感器等其他組件相結合,可以進一步擴展機器人昆蟲的功能。
論文信息:[npj Flexible Electronics] 將安裝在身體上的超軟有機太陽能電池集成到具有完整機動性的機器人昆蟲身上