摘要:
近期,瑞士洛桑联邦理工学院与韩国建国大学的研究团队在《自然》杂志上发布了一项突破性研究成果,揭示了犀甲虫翅膀展开与收起的机制,并据此开发出一种创新的扑翼微型飞行机器人。这款机器人能够通过被动机制展开与缩回翅膀,无需大量动力装置的支持。
在探索自然界中的智能设计与应用领域,瑞士洛桑联邦理工学院与韩国建国大学的科研团队最近发表于《自然》杂志的一项研究引起了广泛关注。该研究聚焦于犀甲虫的翅膀运动机制,揭示了其独特的翅膀折叠与展开方式,为微型飞行机器人的设计提供了新思路。
传统上,昆虫的翅膀运动被认为依赖于肌肉的主动收缩与松弛。然而,科学家们对于具体操作机制的认知受限于技术条件。研究团队通过深入观察犀甲虫的翅膀运动,发现其翅膀折叠如同折纸般整齐,能轻松收纳于坚硬的鞘翅之下。在飞行时,犀甲虫利用鞘翅与翅膀的拍打力被动展开后翅。这一发现颠覆了以往关于昆虫翅膀运动机制的认识。
基于这一发现,研究团队设计并制造了一款重量仅18克的微型飞行机器人。与以往依赖大量致动器的飞行机器人不同,这款新型机器人能够通过弹性肌腱实现翅膀的被动收起,并在拍打翅膀时被动展开以实现飞行。在降落后,机器人利用鞘翅将翅膀推回至身体内,整个过程无需额外的能量消耗。
这一创新设计为微型飞行机器人的应用开辟了广阔前景。它们能够胜任进入狭窄空间的搜索救援任务,成为生物学家研究昆虫飞行机制的有力工具,甚至可能应用于隐蔽的侦察工作。由于飞行时拍打频率较低,该机器人展现出极高的安全性,适合用作工程研究工具或儿童教育玩具。
研究团队展望未来,计划进一步优化机器人的飞行性能,增加地面移动能力,使之更加贴近真实的昆虫行为。这不仅推动了微型飞行机器人的技术进步,也为未来在环境监测、科学研究等领域提供了更多可能性。
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