蝙蝠長期以來啟發了科學家機器人這些模仿這些動物如何飛行。
在一項新研究中,來自加利福尼亞和芝加哥的機器人專家團隊著手建立自己的機器人版本的飛行哺乳動物。然而,在建造機器人的過程中,研究人員解決了與蝙蝠相關的問題之一:它們的翅膀。
遇到蝙蝠機器人
加利福尼亞理工學院航空航天副教授Soon-Jo Chung解釋說,蝙蝠在其機翼中使用靈活的膜,這些膜很難整合到機器人技術中。
“蝙蝠使用40多個主動和被動關節,”說Chung。 “將這些關節中的所有40個納入機器人的設計是不切實際或不可能的。”
確實,蝙蝠已知有一個複雜的動力飛行機制,其中翅膀能夠改變形狀。它的機翼中的40多個主動和被動關節相互將肌肉和骨骼互動,產生肌肉骨骼系統,產生了40多種旋轉方向。
儘管如此,Chung和他的同事還是成功地為機器人蝙蝠創建了一個使用機載電子產品的設計。機器人被稱為BAT Bot或B2,可以復制真正的哺乳動物的潛水和旋轉,即使只有九個關節也可以飛行。
蝙蝠機器人重93克,建造的蝙蝠就像蝙蝠,帶有一英尺的翼展。它可以通過擴展,彎曲和扭曲肘部,腿,肩膀和手腕來改變其機翼形狀。
構建蝙蝠機器人的另一個挑戰是創建可以在拍打時改變形狀的機翼,就像真正的蝙蝠的機翼一樣。研究人員說,輕巧的織物(例如聚酯薄膜和尼龍)不夠拉伸。
由於這一限制,Chung和他的團隊開發了一種定制的基於矽膠和56微米膜,可模擬蝙蝠的機翼。
優勢和潛在應用
源自蝙蝠的空中機器人可能比當前的飛行機器人模型更能節能,因為超薄和柔性的機翼擴大了機器人的執行器的運動。
當蝙蝠機器人拍打翅膀時,其機翼膜充滿了空氣並變形。在翅膀的向下拍打動作下,機翼膜將其彈回通常的形狀並釋放出空氣,從而產生了巨大的功率擴增。
此外,研究人員認為,這種受蝙蝠風格的飛行機器人可能比傳統具有優勢無人機依靠轉子。由於蝙蝠風格的無人機具有軟翅膀,因此受傷的機會較小。它也可能比剛性無人機更安靜。
新報告的詳細信息是發布在日記中科學機器人技術。
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