神奇！無人機竟以蝙蝠爲靈感而誕生

蝙蝠是動物王國中最與衆不同的飛行生物之一。與鳥類不同，這種毛茸茸的飛行哺乳動物能夠 動態地重塑和改變其翅膀的形狀 以獲取最大的力量並實現原地懸停。它們翅膀的柔軟膜比起鳥的翅膀，更像人類的手臂，也極其靈活，這意味着蝙蝠可以調整自身形狀擠進狹窄的通道。

現在，來自東北大學的研究人員正在藉助這些獨特的元素，並將其應用於一種名爲“Aerobat”的全自主飛行無人機。最終，他們認爲這種受蝙蝠啓發的機器人可以用於在下水道隧道、洞穴等當前飛行機器人大多無法進入的狹窄通道中導航。

上個月末，研究人員在《國際機器人研究雜誌》上發表了他們的研究結果，他們將剛性和軟性的 3D 打印材料組合起來，以此構成 Aerobat 翅膀的基礎。就如同它在現實中的同類一樣，Aerobat 薄而靈活的翅膀在下拍時展開，在上拍時收縮。根據該論文，這種運動產生了“週期性的空氣射流”，以最大限度地提高淨正空氣動力。其結果是一種維持飛行的高效手段。

“一些文獻把蝙蝠飛行比作在空中跳舞，”東北大學電氣與計算機工程副教授、論文主要作者阿里雷扎·拉梅扎尼在一份聲明中表示。“它們不只是飛行，它們在空中鎮定自若地跳舞。它們試圖掌控所處的流暢環境，這是蝙蝠所獨有的。”

除了翅膀之外，Aerobat 還使用攝像頭來確定其位置和方向。然後，一組機載計算機被用於自動飛行控制。人類仍需手動決定 Aerobat 的最終目的地。然而，一旦確定了這一點，這隻機器蝙蝠就會拍打翅膀並完全自主地朝目的地導航。Aerobat 隨後能夠原地懸停，並使用一組傳感器收集有關其環境的數據。

“整個想法是設計出能夠在極其狹窄和受限的環境中運行的仿生無人機，”拉梅扎尼說。拉梅扎尼在過去的三年裡一直在研究如何將蝙蝠的運動方式融入飛行裝置。Aerobat 的早期原型版本，名爲“蝙蝠機器人”，在 2017 年的《自然》雜誌的一篇文章中被提及。

科學家們對於從大自然中獲取靈感並不陌生。之前受鳥類啓發的四旋翼飛行器已經 利用類似鷹的爪子和腳趾墊 來抓住壁架並幾乎能在任何地方平穩着陸。其他研究人員已經基於 盲蛛 開發出了機器人，基於 蟑螂、狗和 早已滅絕的海洋生物 的機器人，僅舉幾例。在上述每一種情況下，生物學中自然產生的優雅的運動和功能正在幫助研究人員解決現實世界中的問題。

就 Aerobat 而言，這或許意味着某天它能被用於從下水道系統或其他難以到達的基礎設施區域收集數據。研究人員稱，他們的機器人還可以配備深度感應攝像頭用於環境監測。倘若成功的話，Aerobat 將加入越來越多的新機器人行列，這些新機器人被用於監測核設施和其他危險區域，而這些區域人類大多難以進入。

“重點是我們身處受限的環境之中，而且我們沒有能在遙感及其他應用中幫助我們的快速機器人，”拉梅扎尼說道。