作者:David Lentink 来源:《科学—机器人学》 发布时间:2020/1/21 19:17:34
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机器人像鸽子一样飞翔

 

一个长得像鸽子且能像真正的鸟儿一样急转弯的机器人,可能预示着航天工程的未来—— 一个不断变形的机翼。

准确理解鸟类如何飞行一直是个难题,因为单个翅膀由许多根羽毛组成,这些羽毛一直相互作用,使鸟类的翅膀在飞行中不断变形。

为更多地了解鸟类如何飞行,美国斯坦福大学的David Lentink及其同事首先观察了一只死亡鸽子的翅膀——每根翅膀有40根羽毛,上面20根,下面20根。然后,他们在每根翅膀上贴了标记,以测量羽毛运动和骨运动之间的关系。

研究发现,腕关节的角度决定了鸟类飞行时羽毛的角度,这表明鸟类可以不必控制每一根羽毛而改变翅膀的形状。

这同时意味着,建模机翼所需的变量减少了。“我认为未来飞机将从这一发现中受益。未来的飞机可能不会扇动翅膀,但我认为它们会改变形状。”Lentink说。

研究团队将这一新发现应用于制造鸽子机器人—— 一种重现鸽子飞行的机器人。它由螺旋桨叶片驱动,每个机翼上都有人造关节和鸽子羽毛,可以远程控制。它的平均速度大约是40公里/小时,比普通鸽子慢一点。

Lentink和同事还发现,这种飞行方式之所以成为可能,是因为某些分子嵌在羽毛中。这些直径只有10微米的分子可以让羽毛彼此远离,同时又确保它们相互不会离得太远。这反过来降低了精确飞行时所需的对单个羽毛的控制。

鸽子机器人使用真正的鸽子羽毛,因为没有合成材料具有羽毛的特性。“它们轻盈但结实,能承载空气动力负荷,同时容易修复。”Lentink说。研究人员1月16日在《科学—机器人学》上报告了这一成果。(来源:中国科学报 文乐乐)

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/scirobotics.aay1246

 
 
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