鸽子羽毛让机器人像鸟一样飞翔

飞行中的鸽子机器人。资料来源:斯坦福大学

一个看起来像鸽子、可以像真正的鸟一样急转弯的机器人可能预示着空间工程的未来——一个不断变化的翅膀。

准确理解鸟类如何飞行一直是一个难题，因为一只翅膀是由许多羽毛组成的，这些羽毛一直相互作用，使得鸟类的翅膀在飞行过程中不断变形。

为了了解更多关于鸟类如何飞行的知识，斯坦福大学的大卫·香菇克和他的同事们首先观察了一只死鸽子的翅膀。每只翅膀有40根羽毛，20根在顶部，20根在底部。然后，他们在每只翅膀上做标记来测量羽毛运动和骨骼运动之间的关系。

他们的研究发现，腕关节的角度决定了飞行中鸟类羽毛的角度，这意味着鸟类可以改变翅膀的形状，而无需控制每根羽毛。

这也意味着建模机翼所需的变量减少了。“我认为未来的飞机将受益于这一发现。未来的飞机可能不会扇动翅膀，但我认为它们会改变形状。”香菇说。

研究小组将这一新发现应用于鸽子机器人的建造，这是一种再现鸽子飞行的机器人。它由螺旋桨叶片驱动，每只翅膀都有人造关节和鸽子羽毛，可以远程控制。它的平均速度约为每小时40公里，比普通鸽子慢。

香菇克和他的同事还发现这种飞行模式是可能的，因为一些分子嵌入了羽毛中。这些分子的直径只有10微米，它们可以使羽毛彼此远离，同时确保它们之间的距离不会太远。这反过来减少了精确飞行所需的对单根羽毛的控制。

鸽子机器人使用真正的鸽子羽毛，因为没有合成材料具有羽毛的特性。"它们很轻但很坚固，能够承受空气动力载荷，并且易于维修."香菇说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/s*botics.aay1246