自然花費(fèi)了數(shù)百萬年時(shí)間來完善拍打翅膀的飛行方式,現(xiàn)在,在新的空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)幫助下,工程師們已經(jīng)研制出模仿昆蟲飛行方式的撲翼式微型無人機(jī)。和傳統(tǒng)固翼飛機(jī)相比,它們更靈活,更容易擺脫障礙物,但對于超微型的無人機(jī),動(dòng)力來源依然是一大難題。
5年前,理查德·蓋勒和湯姆·范內(nèi)克坐在距離辦公室?guī)讉€(gè)街區(qū)外的酒吧里,決定暫時(shí)忘記工作,放松一下。在近1年時(shí)間里,這兩位工程師一直在嘗試建造一款能夠在惡劣天氣中和建筑內(nèi)部飛行,能夠靈活繞開障礙物并且耐摔打的無人機(jī)。他們嘗試了各種固定機(jī)翼的設(shè)計(jì),但安裝監(jiān)測并回避障礙物的感應(yīng)器會(huì)讓機(jī)器過于沉重?zé)o法飛行。他們又嘗試了直升機(jī)式設(shè)計(jì),但旋翼很容易被樹枝和電線纏住。他們甚至建造了一款帶馬達(dá)的氣球;結(jié)果,一股輕風(fēng)就會(huì)讓其偏離航道。
兩人靜靜地坐著享用啤酒,看到一只蒼蠅飛過,一頭撞上了玻璃窗。如果是他們的無人機(jī)遇到同樣情況早已被撞得支離破碎,但這只昆蟲卻從玻璃上彈回來,迅速恢復(fù)。然后這家伙又傻乎乎地一頭撞上了玻璃。
“這一幕讓我們恍然大悟,”為麻省研發(fā)公司PSI(Physical SciencesInc)工作的范內(nèi)克說,“我們意識(shí)到,我們可以設(shè)計(jì)一種人造系統(tǒng),即使撞到障礙物,它也可以立即恢復(fù),并繼續(xù)飛行。”
從自然界借鑒設(shè)計(jì)的概念早不新鮮,尤其是在飛行器的設(shè)計(jì)上。古希臘神話中有一位代達(dá)羅斯為自己的兒子伊卡洛斯制造了一對可以飛行的翅膀(不幸的是,這玩意太先進(jìn)了,伊卡洛斯飛得過于靠近太陽,粘連羽毛的蠟熔化,伊卡洛斯墜落身亡);列奧納多·達(dá)·芬奇曾描繪過一款人動(dòng)力的撲翼飛機(jī)。但是直到不久前,發(fā)明家們還沒有足夠的空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí),幫助他們制造出機(jī)械化的會(huì)飛的昆蟲。隨著技術(shù)進(jìn)步,科學(xué)家們揭開了更多的大自然的秘密。工程師們也創(chuàng)造出第一代仿造昆蟲的飛行器,揭開了微型無人機(jī)時(shí)代的序幕。