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模型雨燕的飞行机器人
Original 环球科学 环球科学 Today
尖尾雨燕是一种飞行速度极快的鸟类，它的飞行速度最快能达到350千米每小时，可以媲美高铁的速度。由于具有高超的飞行技巧，尖尾雨燕可以在空中完成吃饭、睡觉，甚至是配对。最近，在一项发表于《科学·机器人》的研究中，新加坡国立大学的科学家Yao-Wei Chin带领的研究团队，研发了一款模仿尖尾雨燕的扑翼飞行机器人。
此前扑翼飞行器一直存在一个弊端：由于推力较低，自身控制有限，这类飞行器一直无法实现良好的减速飞行。这次研究人员设计出这款扑翼飞行机器人具有X型的飞行翼，机身长20厘米，质量仅有26克。虽然最后的成品看上去更像是一只大型飞蛾，但是他们还是更看重这款飞行机器人是否具有类似尖尾雨燕的飞行特技，能实现空中悬停、快速飞行、转弯和平稳下潜等功能。
为了实现悬停，飞行机器人首先需要提高推力。这款飞行机器人携带一种低损耗的抗旋转传动装置，可将拍打机翼输出的推力达到最大化，驱动质量接近40克的物体（远超过了其质量）。在飞行时，它灵活的翅膀能改变扑翼的速度和角度，尾部能起到很好的平衡作用，其速度最高能达到8米每秒，下沉速度达到11米每秒。而在转弯过程时，它能以32毫米半径划圆，并以最大减速度31.4米每秒平方进行减速。而在这些过程中，它如果出现了90度翻转后，仍会继续保持平稳滑行。
虽然视频中的飞行没有文字描述的那么稳（虽然有点摇晃，但莫名觉得可爱），但它实现了很多飞行技术上的提升。那相比于常见的螺旋桨驱动飞行器，它还具有优势吗？研究人员发现扑翼飞行机器人会更加灵活，例如，在一些密闭的农业生产环境中，它能避开生长的植物，但螺旋桨驱动飞行器可能会直接穿过甚至损伤植物。此外，在产生相同的推力下，它消耗的电能减少了40%。但在和它的模仿对象自然界的尖尾雨燕相比，研究人员也不得不承认道：“我们最多复制了这种生物10%的飞行能力。”
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发表于 2020-8-2 12:48
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