交大跨國團隊研發仿生撲翼飛行器 有助農田耕種作業
▲交通大學機械系副教授劉義強（右二）與新加坡、澳洲研究團隊成功研發撲翼飛行器。（圖／交通大學提供）
交通大學機械系副教授劉義強與新加坡南洋理工大學、新加坡國立大學、南澳大學組織跨國研究團隊，成功研發撲翼飛行器，具有鳥類滑行、迅速避障的能力。其研究成果獲刊頂尖機器人研究期刊《Science Robotics》，於美東時間7月22日下午2點正式發佈。這項研究在新加坡進行實驗、臺灣完成論文，並且在交大實驗室成功複製。團隊指出，過去致力於研發更安全的無人機，以減少無人機對人羣帶來的干擾與危險性；與傳統的四軸無人機相比，撲翼飛行器更安全、安靜，因爲具有滑行、低速懸停和迅速避障（空中剎車）的能力，如同鴿子、燕子能在都市擁擠的環境中安全且安靜地飛行。劉義強表示，這項研究讓團隊瞭解飛鳥如何通過拍翼在高速飛行中急轉彎，以及如何在棲息前騰昇或倒掛金鉤，「空中機動轉彎或騰昇是重力、阻力和動態失速共同作用的結果。」劉義強指出，拍翼機在空中剎車僅需低能耗，有別於一般四軸飛行器的剎車侷限。此外，團隊也透過實驗證實拍翼飛行的驅動比旋轉飛行更有效，解釋了大自然中飛鳥採用拍翼進行推進的原理。
▲研究成果獲刊《Science Robotics》。（圖／交通大學提供）「我們的目的是爲研發出一種耗能低但能產生高推力的拍翼飛行器。」劉義強說，研究重點着眼於拍翼機構設計，以減少摩擦能損和恢復拍翼因減速而耗損的動能。憑藉着高效率和高推力的拍翼機構，此優化的飛行器能夠執行機動飛行，也籍此機械鳥平臺，能量化了鳥類飛行時的能耗。與四軸飛行器相較，仿生撲翼無人器能更安全且不喧譁的進行監視任務。劉義強也提到，團隊將持續探索飛行器的實際用例，下一步是使飛行任務自動化，並將其用於自主控制害鳥或害蟲，例如做爲行動稻草人驅趕害鳥遠離耕地、食堂、居民區，以及在機場配以聲源或光源提高驅趕鳥類的效能，能大幅節省蟲害防治公司和機場運營商的人力。劉義強強調，仿生撲翼無人機也適用於室內，比四軸飛行器更利於對室內垂直農場進行授粉，因爲撲翼推進可以在茂密的植物被中運行而不會切碎樹葉；反之，四軸飛行器的旋轉槳會像割草機般切碎樹葉，不僅對植物造成傷害，也有安全性上的疑慮，仿生撲翼無人機的開發，將能對未來農業帶來新契機。