飞行中的鸽子机器人。 图片来源：斯坦福大学
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——一个不断变形的羽翼。
准确理解鸟类如何飞行一直以来是个难题，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具死亡鸽子的翅膀，每个翅膀有40根羽毛，上面20根，下面20根。然后，他们在每个翅膀上贴上了标记，以测量羽毛运动和骨运动之间的关系。
他们研究发现，腕关节的角度决定了鸟类飞行中羽毛的角度，这意味着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建造鸽子机器人—— 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/每小时，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。
来源：中国科学报
联系客服
