研究人员打造自主无电池无线微型机器人MilliMobile

MilliMobile是同类中首款无电池自主机器人，能够利用收集的太阳能和射频功率进行操作。MilliMobile 原型机具有 1 x1 厘米的底盘，重量不到 1.1 克。它可以承载3倍于自身重量的有效载荷，并且在承载1克有效载荷时速度仅降低25%。

携带传感器的小型移动机器人可以执行诸如发现气体泄漏或跟踪仓库库存等任务。

但移动机器人需要大量能源，而电池(典型的电源)会限制机器人的使用寿命并引发环境问题。

研究人员探索了各种替代方案：将传感器固定在昆虫身上，在附近放置充电垫，或者用激光为机器人供电。

每个都有缺点。昆虫漫游。充电器限制范围。激光会灼伤人的眼睛。

华盛顿大学博士生凯尔·约翰逊及其同事表示：“我们挑战了运动和驱动超出无电池设备能力的传统假设，并在现实的室内和室外照明以及射频传输场景中展示了完全不受束缚的自主操作。” ，他开发了 MilliMobile，这是一种仅由周围光或无线电波供电的微型自动驾驶机器人。

他们的机器人配备了类似太阳能电池板的能量采集器和四个轮子，其大小约为一便士，重量与葡萄干一样重，甚至可以在一小时内移动大约一辆公共汽车的长度(10 m，或 30 英尺)。阴天。

MilliMobile 可以在混凝土或压实土壤等表面上行驶，并承载三倍于其自身重量的设备，如相机或传感器。

它使用光传感器自动移向光源，这样它就可以依靠收集的能量无限期地运行。

“我们从‘间歇性计算’中获得灵感，它将复杂的程序分解为小步骤，因此，只要有可用的能量，功率非常有限的设备就可以逐步工作，”约翰逊说。

“通过 MilliMobile，我们将这一概念应用到了运动中。我们减小了机器人的尺寸和重量，因此只需要少量的能量即可移动。”

“而且，与动物行走类似，我们的机器人以离散增量移动，使用小能量脉冲来转动轮子。”

研究人员在室内和室外的环境中(例如公园、室内水培农场和办公室)对 MilliMobile 进行了测试。

即使在光线非常暗的情况下(例如，仅由厨房柜台下的灯供电)，机器人仍然能够缓慢移动，尽管速度要慢得多。

即使以这样的速度连续运行，也会为部署在其他传感器难以生成细微数据的区域的机器人群带来新的能力。

这些机器人还能够自行驾驶，通过机载传感器和微型计算芯片进行导航。

为了证明这一点，该团队对机器人进行了编程，使其使用其机载光传感器向光源移动。

“物联网传感器通常固定在特定位置，”华盛顿大学博士生 Zachary Englhardt 说。

“我们的工作跨领域，创建机器人传感器，这些传感器可以在整个空间的多个点采样数据，以创建更详细的环境视图，无论是机器人跟踪湿度和土壤湿度的智能农场，还是机器人跟踪湿度和土壤湿度的工厂”正在寻找电磁噪声以发现设备故障。”

科学家们将在西班牙马德里举行的ACM MobiCom 2023 会议上展示他们的工作。