神奇！无人机竟以蝙蝠为灵感而诞生

蝙蝠是动物王国中最与众不同的飞行生物之一。与鸟类不同，这种毛茸茸的飞行哺乳动物能够 动态地重塑和改变其翅膀的形状 以获取最大的力量并实现原地悬停。它们翅膀的柔软膜比起鸟的翅膀，更像人类的手臂，也极其灵活，这意味着蝙蝠可以调整自身形状挤进狭窄的通道。

现在，来自东北大学的研究人员正在借助这些独特的元素，并将其应用于一种名为“Aerobat”的全自主飞行无人机。最终，他们认为这种受蝙蝠启发的机器人可以用于在下水道隧道、洞穴等当前飞行机器人大多无法进入的狭窄通道中导航。

上个月末，研究人员在《国际机器人研究杂志》上发表了他们的研究结果，他们将刚性和软性的 3D 打印材料组合起来，以此构成 Aerobat 翅膀的基础。就如同它在现实中的同类一样，Aerobat 薄而灵活的翅膀在下拍时展开，在上拍时收缩。根据该论文，这种运动产生了“周期性的空气射流”，以最大限度地提高净正空气动力。其结果是一种维持飞行的高效手段。

“一些文献把蝙蝠飞行比作在空中跳舞，”东北大学电气与计算机工程副教授、论文主要作者阿里雷扎·拉梅扎尼在一份声明中表示。“它们不只是飞行，它们在空中镇定自若地跳舞。它们试图掌控所处的流畅环境，这是蝙蝠所独有的。”

除了翅膀之外，Aerobat 还使用摄像头来确定其位置和方向。然后，一组机载计算机被用于自动飞行控制。人类仍需手动决定 Aerobat 的最终目的地。然而，一旦确定了这一点，这只机器蝙蝠就会拍打翅膀并完全自主地朝目的地导航。Aerobat 随后能够原地悬停，并使用一组传感器收集有关其环境的数据。

“整个想法是设计出能够在极其狭窄和受限的环境中运行的仿生无人机，”拉梅扎尼说。拉梅扎尼在过去的三年里一直在研究如何将蝙蝠的运动方式融入飞行装置。Aerobat 的早期原型版本，名为“蝙蝠机器人”，在 2017 年的《自然》杂志的一篇文章中被提及。

科学家们对于从大自然中获取灵感并不陌生。之前受鸟类启发的四旋翼飞行器已经 利用类似鹰的爪子和脚趾垫 来抓住壁架并几乎能在任何地方平稳着陆。其他研究人员已经基于 盲蛛 开发出了机器人，基于 蟑螂、狗和 早已灭绝的海洋生物 的机器人，仅举几例。在上述每一种情况下，生物学中自然产生的优雅的运动和功能正在帮助研究人员解决现实世界中的问题。

就 Aerobat 而言，这或许意味着某天它能被用于从下水道系统或其他难以到达的基础设施区域收集数据。研究人员称，他们的机器人还可以配备深度感应摄像头用于环境监测。倘若成功的话，Aerobat 将加入越来越多的新机器人行列，这些新机器人被用于监测核设施和其他危险区域，而这些区域人类大多难以进入。

“重点是我们身处受限的环境之中，而且我们没有能在遥感及其他应用中帮助我们的快速机器人，”拉梅扎尼说道。