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早有“蜻蜓”立上头
——逐步走向成熟的昆虫无人机
刘霞 综合外电//m.auribault.com2014-02-18来源:科技日报
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机器蜜蜂(RoboBee)

“大乌鸦”无人机

纳米蜂鸟

“黑色大黄蜂”无人机

美国TechJect公司的蜻蜓无人机

  据美国《大众科学》2014年1月刊报道,自然界中的各种生物历时数百万年才让扑翼飞行变得日臻完善,而现在,工程师们能用机器来再现这种飞行,由此制造出的各种微型无人机也已深入各个领域。

  从自然界中汲取灵感

  5年前,理查德·古烈和汤姆·瓦内克坐在一家距离他们的办公室几条街区的酒吧里交谈,试图让自己的神经从忙碌的工作中解脱出来。在过去一年多里,这两名工程师一直试图研制出一架经久耐用的微型无人机,其能躲避其他物体,在建筑物内准确定位;而且,在暴风雨天气里也能风雨无阻地飞行。

  他们曾经尝试让其微型无人机采用固定机翼,但需要添加足够多的传感器才能让这种无人机有效地探测到障碍物,如此一来,这种无人驾驶飞机就太重了而无法飞起来。他们也尝试采用直升飞机的形式,但直升机的旋翼一直纠缠在电线内。另外,他们也建造过一台配备了发动机的气球,但以上诸多尝试都以失败告终。

  当古烈和瓦内克坐在吧台上,小口啜饮着啤酒时,看到一只飞蛾突然猛烈地撞在了玻璃上。他们想,如果是微型无人机撞在玻璃上,必定会粉身碎骨,但这只飞蛾并没有如此,而是从玻璃上弹开,拍了拍翅膀,恢复原状,然后飞走了。

  “这真是天降启示,让我们一下子觉得醍醐灌顶。”瓦内克说,他目前是麻省研发公司物理科学公司(PSI)的工程师。他说:“我们意识到,我们能制造出一种人造系统,其撞击到其他物体上之后,能立刻复原并继续向前,这是一个创新。”

  这并非工程师们首次从自然界中借鉴和汲取设计灵感,尤其是当我们提到飞行时,从自然界中汲取的灵感和经验不胜枚举。自然界中,有些飞行动物经历了近亿年的进化过程,为了攫取食饵、逃避敌害、生殖繁衍和集群活动等生存需要,通过漫长的环境适应的自然选择过程,它们发展出了各具特色的空中飞行能力,其整体功能渐趋优化,为当前的人造航行器和飞行器望尘莫及。其上亿年进化得来的翅膀形态和飞行方式给了我们很多启迪。

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