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yexuqing木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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新飛行機(jī)器人源于甲蟲(chóng)翅膀啟發(fā)
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新飛行機(jī)器人源于甲蟲(chóng)翅膀啟發(fā) 2024-08-01 來(lái)源： 科技日?qǐng)?bào) 張夢(mèng)然【字體：大 中 小】語(yǔ)音播報(bào) 準(zhǔn)備飛行的犀金龜。圖片來(lái)源：《自然》雜志 《自然》7月31日發(fā)表了一項(xiàng)研究，分析了犀金龜如何展開(kāi)和縮回后翅，表明這一過(guò)程無(wú)須肌肉活動(dòng)。該發(fā)現(xiàn)有助于改進(jìn)飛行微型機(jī)器人的設(shè)計(jì)。 在所有飛行昆蟲(chóng)中，甲蟲(chóng)的翅膀機(jī)制最為復(fù)雜，其包括兩組翅膀：一對(duì)硬化的前翅，稱為鞘翅，以及一組精細(xì)的膜質(zhì)后翅。雖然對(duì)甲蟲(chóng)折紙式的翅膀折疊已有大量研究，但人們?nèi)圆簧趿私馑鼈兪侨绾握归_(kāi)和縮回后翅的。過(guò)往研究認(rèn)為胸部肌肉驅(qū)動(dòng)了甲蟲(chóng)的后翅基部運(yùn)動(dòng)，但缺乏支持這一理論的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)結(jié)合高速攝像機(jī)和動(dòng)態(tài)相似的飛行機(jī)器人，來(lái)探索這一研究空白。團(tuán)隊(duì)觀察到，犀金龜在展開(kāi)和縮回翅膀時(shí)使用了被動(dòng)機(jī)制。展開(kāi)是一個(gè)二階段過(guò)程，在這一過(guò)程中，甲蟲(chóng)的后翅會(huì)以類似彈簧的方式部分彈出，然后拍打的動(dòng)作會(huì)將后翅上升至飛行位置。他們還發(fā)現(xiàn)，甲蟲(chóng)會(huì)用鞘翅來(lái)被動(dòng)地降低后翅至靜止位置。 受到這些觀察結(jié)果的啟發(fā)，團(tuán)隊(duì)制作了一個(gè)模仿甲蟲(chóng)翅膀被動(dòng)展開(kāi)與縮回的微型機(jī)器人。該機(jī)器人成功地起飛并維持了飛行。研究表明，將甲蟲(chóng)后翅的被動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)化到機(jī)器人的撲翼設(shè)計(jì)，有助于改進(jìn)需在有限或雜亂空間中運(yùn)作的小型機(jī)器人的能力。 |
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