“我们非常注意保持电极之间弹性体层的质量。添加这些颗粒几乎就像在我们的弹性体层中添加灰尘一样。这需要许多不同的方法和大量的测试,但我们提出了一种方法来确保执行器的质量,“Kim说。
调整锌颗粒的化学组合会改变光色。研究小组为他们建造的执行器制作了绿色,橙色和蓝色颗粒;每个致动器都闪耀着一种纯色。
他们还调整了制造工艺,以便执行器可以发出多色和图案化的光。研究人员在顶层放置一个微小的掩模,添加锌颗粒,然后固化致动器。他们用不同的面具和彩色颗粒重复了这个过程三次,以创建拼写M-I-T的光图案。
跟随萤火虫
一旦他们微调了制造过程,他们就测试了致动器的机械性能,并使用发光计来测量光的强度。
从那里,他们使用专门设计的运动跟踪系统进行了飞行测试。每个电致发光致动器都是一个主动标记,可以使用iPhone摄像头进行跟踪。相机检测每种光色,他们开发的计算机程序跟踪机器人的位置和姿态,距离最先进的红外运动捕捉系统不到2毫米。
“与最先进的相比,我们对跟踪结果的好感感到非常自豪。我们使用的是廉价的硬件,而这些大型运动跟踪系统的成本高达数万美元,跟踪结果非常接近,“Kevin Chen说。
未来,他们计划增强该运动跟踪系统,以便它可以实时跟踪机器人。该小组正在努力整合控制信号,以便机器人可以在飞行过程中打开和关闭灯光,并像真正的萤火虫一样进行交流。他们还在研究电致发光如何改善这些柔软人造肌肉的某些特性,Kevin Chen说。
“这项工作非常有趣,因为它在不影响飞行性能的情况下最大限度地减少了轻型发电的开销(重量和功率),”科罗拉多大学博尔德分校机械工程系助理教授Kaushik Jayaram说,他没有参与这项研究。“这项工作中演示的翼拍同步闪光灯生成将使在室内和室外的低光照环境中更容易对多个微型机器人进行运动跟踪和飞行控制。
“虽然光的产生,生物萤火虫的回忆以及这项工作中呈现的通信的潜在用途非常有趣,但我相信真正的动力是,这一最新发展可能成为在受控实验室条件之外展示这些机器人的里程碑,”香港城市大学生物医学工程系副教授Pakpong Chirarattananon补充道。 他也没有参与这项工作。
“发光执行器可能充当外部摄像机的活动标记,为飞行稳定提供实时反馈,以取代当前的动作捕捉系统。电致发光将允许使用不太复杂的设备,并从远处跟踪机器人,也许通过另一个更大的移动机器人,用于现实世界的部署。这将是一个了不起的突破。我会很高兴看到作者接下来能取得什么成就。