近年來(lái)，仿生科技正在快速發(fā)展，尤其是在機(jī)器人行業(yè)，從蜘蛛到鳥(niǎo)類，從章魚(yú)到蟑螂，各種生物為技術(shù)進(jìn)步提供了源源不斷的靈感，仿生科技也成為機(jī)器人技術(shù)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。

  以下是11款創(chuàng)意仿生動(dòng)物無(wú)人機(jī)，雖然其中有部分產(chǎn)品還處于試驗(yàn)階段，但這種探索將是未來(lái)各種行業(yè)應(yīng)用必須走出的一步。

  1、我國(guó)仿生“信鴿”無(wú)人機(jī)

  西北工業(yè)大學(xué)研制的這款仿生“信鴿”無(wú)人機(jī)重量?jī)H為200克，也就是4兩重。翼展50厘米，飛行速度40公里/小時(shí)，可持續(xù)飛行30分鐘。

  這種無(wú)人機(jī)內(nèi)置HD高清攝像頭，可拍攝清晰度極高的照片。除此以外，它還能進(jìn)行無(wú)線電定位并與衛(wèi)星通訊數(shù)據(jù)連接，及時(shí)將所拍情報(bào)傳送回指揮部。

  據(jù)專家介紹，“信鴿”無(wú)人機(jī)可以根據(jù)情景上下?lián)]動(dòng)翅膀，再加上一些羽毛做掩飾，可以模仿出真正信鴿90%以上的動(dòng)作。

  哪怕和真正的鴿群混在一起，也能做到不被鴿子發(fā)現(xiàn)，更何況是站在地面上的人類了。

  “信鴿”無(wú)人機(jī)還有著極好的減震功能，足以抵抗在飛行時(shí)遭遇其他鳥(niǎo)類或空氣亂流的干擾，具有很好的穩(wěn)定性。

  據(jù)了解，目前我國(guó)研制的這款“信鴿”無(wú)人機(jī)已經(jīng)成功部署在全國(guó)5個(gè)省份之中，涉及面高達(dá)30多個(gè)地區(qū)，說(shuō)不定剛剛就在你的頭頂飛過(guò)，想想都驚掉下巴！

  2、仿生果蠅無(wú)人機(jī)

  代爾夫特理工大學(xué)的機(jī)器人研究團(tuán)隊(duì)成功打造出了一款模仿果蠅飛行機(jī)制的DelFly Nimble飛行機(jī)器人。

  這種新的四翼?yè)湟頇C(jī)器人不僅成功地模仿了果蠅超靈活的飛行機(jī)制，而且單次充電最大飛行距離長(zhǎng)達(dá)一公里，速度可以達(dá)到7米/秒（25公里/小時(shí)）。

  它可以懸停在半空或執(zhí)行各種極端動(dòng)作，如俯沖和空中打滾。一次充電可支持飛行一公里，這使其具備了軍事應(yīng)用的潛力。

  3、仿生蝙蝠無(wú)人機(jī)

  機(jī)器人創(chuàng)作和機(jī)器人機(jī)制的設(shè)計(jì)靈感通常來(lái)自動(dòng)物行為。來(lái)自伊利諾伊大學(xué)香檳分校和加利福尼亞理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)模仿蝙蝠翅膀結(jié)構(gòu)，成功構(gòu)建了一只完全獨(dú)立自主飛行的機(jī)器人——蝙蝠機(jī)器人（B2）。

  蝙蝠在飛行中表現(xiàn)出卓越的敏捷性，這是因?yàn)樗鼈兡軌蚴褂锚?dú)立控制的關(guān)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)翼展、翼彎和攻角。B2僅重93克，其形狀像一只真正的蝙蝠，并具有與蝙蝠飛行形態(tài)特性最匹配的可拉伸硅基薄膜翅膀。該機(jī)器人能夠通過(guò)彎曲、展開(kāi)和扭轉(zhuǎn)其肩部、腕部、臀部、肘部和腿部來(lái)改變其翼形。

  此項(xiàng)研究具有雙重意義。研究蝙蝠飛行能夠?yàn)轱w行機(jī)器人振翼提供寶貴的見(jiàn)解，同時(shí)這種蝙蝠仿生機(jī)器人設(shè)計(jì)可以提供更安全的人類/無(wú)人機(jī)環(huán)境，具有實(shí)際應(yīng)用意義。許多以前的項(xiàng)目主要模仿昆蟲(chóng)飛行。大多數(shù)昆蟲(chóng)的翅膀結(jié)構(gòu)都是單一的未聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)單元，不像蝙蝠那樣復(fù)雜。與其他飛行動(dòng)物相比，蝙蝠的飛行機(jī)制獨(dú)一無(wú)二。他們的飛行機(jī)制涉及多種不同類型的關(guān)節(jié)（比如球窩關(guān)節(jié)和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)），這些關(guān)節(jié)將骨骼和肌肉彼此互鎖在一起，形成具有超過(guò)40個(gè)自由度（DOF）的變質(zhì)肌肉骨骼系統(tǒng)。研究人員表示，蝙蝠飛行的這些方面為飛行機(jī)器人提供了獨(dú)特視角。

  與當(dāng)前飛行機(jī)器人（比如四旋翼飛行器）相比，蝙蝠仿生飛行機(jī)器人擁有眾多優(yōu)點(diǎn)。其中最大優(yōu)點(diǎn)就是其柔軟的翅膀。受材料和設(shè)備（比如尖銳的轉(zhuǎn)子葉片或螺旋槳）以及高振幅噪聲限制，傳統(tǒng)的四旋翼飛行器和其他旋翼飛機(jī)被認(rèn)為對(duì)人類不安全。另一方面，具有蝙蝠柔韌翅膀的機(jī)器人主要由柔性材料組成，并且振翼頻率更低（7至10Hz，而四旋翼飛行器為100至300Hz）。這種機(jī)器人在穿越不同的環(huán)境時(shí)，其操作和飛行更加安全，幾乎不會(huì)造成任何損壞。

  蝙蝠飛行運(yùn)動(dòng)學(xué)中的主要自由度在B2的振翼、前肢中間運(yùn)動(dòng)、手指屈曲伸展、腕部（將手連到前肢的小骨頭）旋前旋后轉(zhuǎn)以及腿背側(cè)運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)中得到了充分體驗(yàn)。

圖1. 蝙蝠機(jī)器人的飛行機(jī)制及其自由度/©Ramezani等人

圖2. 蝙蝠機(jī)器人(B2)的電子部件/©Ramezani等人

圖3. 蝙蝠機(jī)器人的數(shù)據(jù)流程圖/©Ramezani等人