布朗大學造蝙蝠機器人來研究蝙蝠飛行原理

2020-12-04 電子產品世界

　　最近,我們看到一個機器人鴕鳥。現在,有一個機器人蝙蝠——或者至少其中的一部分。約瑟夫Bahlman,布朗大學的一名研究生,在教授肯尼斯·布魯爾和莎朗•斯沃茨的幫助下,已經開發了一個仿生的機器人蝙蝠翼韌帶，皮膚和結構都模仿真的蝙蝠。這個項目的目的是為了更進一步的了解蝙蝠的飛行結構。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/142723.htm

 

　　對於我們來說，蝙蝠比鳥更密切相關,但他們比鳥類往往更有點神秘。它不是簡單地在晚上飛來飛去,並且關聯到過分打扮的特蘭西瓦尼亞人(似乎好像是吸血鬼的意思)的奇怪的飲食。他們也是唯一會飛的哺乳動物,以及它們究竟怎樣保持機載這些都有點難以理解。

　　蝙蝠不像飛機。你不能在風洞中捅到一隻，而且如果你嘗試了，他們就再也不會停在這裡了。「我們不能要求一個蝙蝠翅膀的頻率從8赫茲增長到9赫茲去讓我們看到其中出現的差別」,Bahlman說。「他們真的非常不配合。」

　　他們也非常複雜。翅膀可以伸長，以及蝙蝠的身體，都是靠手臂和手支撐的——事實上,它的翅膀是幾乎就是它的手。在這個框架上是一個非常有彈性的皮膚,可以延伸至400%而沒有一絲撕裂。

　　這 些觀點使機器人具有吸引力的,因為它不僅是合作,而且可以簡化。或者說,它簡化了,因為這項技術完全複製一個並不存在的蝙蝠翼。在Bahlman布魯爾, 一名工程師和生物學家Swartz的幫助下，布朗大學的蝙機器人得到設計並開始建造。它有3 d印刷塑料「骨頭」和一個矽酮彈性體的皮膚。七個關節驅動三個伺服電機牽引電纜像肌腱。

　　機器人不適合飛行,但對風洞測試。有一個傳感器的測量在翅膀上假如它正在通過一個風洞。通過測量這些,研究人員可以學到很多關於蝙蝠的翅膀飛行原理。

　　「我們能回答這樣的問題:「不增加翼拍頻提高升力以及能量消耗的是什麼做的?「Bahlman說。「我們可以直接測量這些運動參數之間的關係,空氣動力學的力量和能量學。」

　　例如,機器人翅膀可以幫助理解這個角色的翅膀摺疊。

　　它不只是風洞測試幫組我們了解很多知識。「通過模仿它們，我們學到了很多關於蝙蝠的飛行原理，也一些出錯的事情,」Bahlman說。測試表明,該機器人翼會以驚人的方式失敗,如彎頭打破或皮膚撕裂。修復這些故障方法是如何在肌腱、韌帶和肌肉增強這些弱點。。

　　蝙蝠翼的機器人不僅僅是對蝙蝠研究的一種好奇心理。Bahlman聲稱,它在發展小飛機行業中也有實際應用,如微型飛行器,可以模仿蝙蝠一樣飛行。

　　至於布朗的機器人蝙蝠,Bahlman說:「下一步要做的是從材料開始。我們想嘗試不同的翅膀材料、不同數量的靈活性骨頭,權衡下這些材料的屬性然後看看有沒有比較適合的。」

　　這項研究結果發表在《生物靈感和仿生學》。

　　視頻展示了機器人蝙蝠翼在行動。

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