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新型飞机器人来源于甲虫翅膀的启发

发布日期:2024-10-10  浏览次数:

新型飞机器人来源于甲虫翅膀的启发


犀金龟准备飞行。图片来源:自然杂志

新型飞机器人来源于甲虫翅膀的启发

科技日报记者 张梦然

自然界31日发表了一项研究,分析了犀金龟如何展开和缩回后翅,表明这个过程不需要肌肉活动。图片来源:自然杂志

科技日报记者 张梦然

《自然》31日发表了一项研究,分析了犀金龟如何展开和缩回后翼,表明这个过程不需要肌肉活动。这一发现有助于改进飞行微型机器人的设计。

在所有飞行昆虫中,甲虫的翅膀机制最为复杂,包括两组翅膀:一对硬化的前翼,称为鞘翅和一组细膜后翼。尽管有很多关于甲虫折纸式翅膀折叠的研究,但是人们仍然不太了解它们是如何展开和缩回后翼的。以往的研究表明,胸肌驱动甲虫的后翼基部运动,但缺乏实验证据来支持这一理论。

结合高速摄像机和动态相似的飞行机器人,瑞士洛桑联邦理工学院团队探索了这一研究空白。在展开和缩回翅膀时,团队观察到犀金龟采用了被动机制。展开是一个二阶段的过程。在这个过程中,甲虫的后翼会以类似弹簧的方式部分弹出,然后拍打会将后翼提升到飞行位置。它们还发现,甲虫可以利用鞘翅被动地将后翅降低到静止位置。 受这些观察结果的启发,该团队制造了一个微型机器人,模仿甲虫翅膀被动展开和缩回。这个机器人成功地起飞并保持飞行。研究表明,将甲虫翅膀的被动过程转化为机器人的翅膀设计,有助于提高需要在有限或凌乱的空间中运行的小机器人的能力。
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