德国自动化技术Festo公司，近日通过3D打印技术研发了一款BionicBee仿生蜜蜂机器人。该机器人外壳经历数个迭代版本，最终搭配一个无刷电机、三个伺服电机电池以及控制单元等部件，使得成品重量仅有34克，在运控算法方面，BionicBee采用仿生学习网络，成为该机器人最大的亮点。 

▍BionicBee设计理念与技术特点 

在硬件方面，BionicBee仿生蜜蜂机器人采用轻量化设计方式。整体重量约34克，身长22厘米，翼展24厘米，该机器人是目前仿生学习网络中最小巧的飞行器。 

据了解，BionicBee是Festo研发团队首次采用的衍生式设计方法研发的机器人产品。在技术实现方面，BionicBee能够通过输入少量参数，软件便能基于预定义的结构设计，优化出最佳结构，以最少的材料实现尽可能稳定的构造，这种轻量化设计对于提升机动性和延长飞行时间至关重要。 

虽然BionicBee本体采用轻量化与紧凑型的结构设计，但采用增材制造工艺打印出来的机器人机身结构也承载了包括翅膀扇动机构、通讯技术组件和控制组件等众多组件。这些组件协同工作，使得BionicBee能够精准地调节翅膀的扇动频率和几何形状，从而完成各种复杂的飞行动作。其翅膀能够以180度的角度来回拍打，飞行频率达到15至20赫兹，这种无间隙的翅膀摆动赋予了它极为自然的飞行动作。使得BionicBee能够像真实的蜜蜂一样在空中飞行。 

为了实现飞行的精确性，研发团队为BionicBee巧妙地设计了一个无刷电机、三个伺服电机、电池、减速机和各种电路板，并通过智能协同作用精确调节翅膀的扇动频率，如需要快速爬升时，电机可以迅速增加功率输出，同时机械装置会相应地调整翅膀的角度和扇动频率，以实现最佳爬升效果，从而完成高难度飞行动作。 

然而，BionicBee的亮点远不止于此。Festo研发的这款BionicBee仿生机器人，还具备集群飞行的能力，这是仿生机器人领域的一大突破。通过搭载超宽带（UWB）系统，BionicBee能够与环境中的其他仿生蜜蜂进行通信，组建最佳的“蜂群”阵列，并跟随预设定的路径实现集体飞行。蜂群技术为未来多机器人协作的应用场景提供了更多的可能性。 

▍关于Festo仿生机器人团队： 

Festo在仿生机器人研发方面已有15年历史，团队负责人Elias Knubben博士，曾参与北京航空航天大学的合作项目，共同研发仿生软体机器人。BionicBee仿生机器人对于Festo来讲最大的贡献在于构建了庞大的仿生学习网络大框架，为未来更多仿生机器人的拓展提供了参考价值。迄今为止，该团队已研发了从仿生蝴蝶、仿生蝙蝠到仿生蜻蜓和仿生鸽子在内的多款仿生机器人产品，Elias Knubben博士表示，Festo一直致力于从大自然中汲取灵感，将生物界的飞行原理应用于机器人技术中。而BionicBee的诞生，无疑是这一探索过程中的又一巅峰之作。 

从商业应用的角度来看，BionicBee不仅承载着重要的科学研究价值，同时在实际应用中也展现出了极其广阔的前景。例如在农业授粉领域，通过精确的编程和路径设定，BionicBee能够模拟真实蜜蜂的授粉行为，进而有效提升农作物的产量与品质。此外，在环境监测方面，BionicBee还能携带各类传感器设备，对特定区域进行空气质量、温湿度等关键环境参数的实时监测，为环境保护和治理提供有力支持。