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2018-10-01昆蟲式機器人 解開果蠅飛行奧秘 586 期

Author 作者 編輯部
許多有翅昆蟲都給人身手矯捷的印象, 而且牠們多半飛得很快。然而,這樣 的特質也使得其飛行時的空氣動力學 (aerodynamics)研究變得更加困難。 科學家們想知道這些「小小飛行員」如 何完成快速轉彎的動作,但當時仍無法 利用監測真實昆蟲或使用繫纜式機器人 (tethered robot)來測試這些想法。

近日,Science一研究所探討的昆蟲式機器人(insect-inspired robot),將為 研究人員提供了另一種研究選擇。荷蘭 台夫特理工大學(Delft University of Technology)仿生機器人學家卡拉榭克 (Matěj Karásek)及其團隊,利用這種 可編程(programmable)的機器人研 究果蠅如何快速傾斜轉彎。過程中,只 要精確調整機翼的拍打速度和角度,機器人就能控制向左∕右轉動或向前∕後 的傾斜動作,其活動之靈活,甚至能以 每小時約25公里的速度移動並在空中翻 滾,有興趣的朋友可到這裡(https://bit. ly/2x8Dk8j)觀看影片。

研究人員認為,真正的果蠅在轉彎時不會 意圖做急轉彎的動作,而是以簡單的側 翻或前後傾,將身體帶往正確的角度及方 向,該機器人實驗最終也支持了此一想 法。另外,卡拉榭克與其他人也發現對機 器人進行編程以進行滾動和俯仰、而不是 將其自身指向左或右時,機器人反而飛得 更像真正的果蠅。據了解,這種依靠拍打 飛行的機器人除了可模擬果蠅飛行外,還 能協助檢查其他如蜂鳥(hummingbirds) 等動物的飛行方法,也可用於搜索及救援 工作、建築檢查或溫室內的植物授粉等。

Matěj Karásek et al., A tailless aerial robotic flapper reveals that flies use torque coupling in rapid banked turns, Science, 2018.