作者:Hoang-Vu Phan 来源:《自然》 发布时间:2024/8/8 14:29:27
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模仿甲虫翅膀开发微型机器人

 

瑞士科学家分析了犀金龟如何展开和缩回后翅,表明这是一个被动过程,无需肌肉活动。这些发现或有助于改进飞行微型机器的设计。相关研究7月31日发表于《自然》。

在所有飞行昆虫中,甲虫的翅膀机制最为复杂,包括两组翅膀:一对硬化的前翅,称为鞘翅,以及一组精细的膜质后翅。虽然对甲虫翅膀折纸式的翅膀折叠已经有大量研究,人们仍不甚了解它们如何展开和缩回后翅。过往研究理论认为胸部肌肉驱动了甲虫的后翅基部运动,但缺乏支持这一理论的实验证据。

洛桑联邦理工学院的Hoang-Vu Phan和同事结合高速摄像机和动态相似的飞行机器人,来探索这一研究空白。研究者观察到,犀金龟在展开和缩回翅膀时使用了被动机制,包括其鞘翅。展开是一个二阶段过程,在这一过程中,甲虫的后翅会以类似弹簧的方式部分弹出,然后拍打的动作会将后翅上升至飞行位置。他们还发现,甲虫会用鞘翅来被动地降低后翅至静止位置。

受到这些观察结果的启发,研究者制作了一个模仿甲虫翅膀被动展开与缩回的微型机器人。他们发现,机器人成功地起飞并维持了飞行。研究结果表明,将甲虫后翅的被动过程转化到机器人的扑翼设计,有助于改进需在有限或杂乱空间中运作的小型机器人的能力。(来源:中国科学报 冯维维)

准备飞行的犀金龟,图片来自Hoang-Vu Phan

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扑翼微型机器人利用被动展开-缩回翅膀进行飞行。图片来自Hoang-Vu Phan

  

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07755-9

 
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