
当瓢虫飞行时,它的翅膀会在十分之一秒内弹开,比眨眼还快。一旦展开,这些翅膀将保持打开,这样它们就可以快速扇动而不会折叠或弯曲。
韩国首尔国立大学软机器人研究中心主任赵奎进(Kyu-Jin Cho)说,这些特征使彩色小甲虫成为飞行机器人的重要灵感来源。他和他的同事们制作了一个机器人,它用一对翅膀像真正的瓢虫一样快速张开和飞行并锁定。
他的团队设计的机翼在飞行过程中很坚固,但一旦机器人着陆,它就可以像折纸一样折叠起来。这些轻巧紧凑的翅膀可以使未来版本的机器人成为搜索、救援或侦察任务的理想选择。
瓢虫并不是唯一一种可以让自己的后翅在不使用时紧紧折叠的昆虫。“但与瓢虫的翅膀不同,它们张开的速度并不快。”昆虫能够快速起飞的关键是它们翅膀上的特殊叶脉有一种微微弯曲的形状,这使它们能够在弯曲时储存弹性能量,然后在翅膀弹出时释放出来。弯曲的叶脉还可以保持翅膀在飞行中的僵硬和稳定,这类似于卷尺拉伸时保持平直。
他和他的同事用人造塑料血管建造了13英寸的织物翅膀,并将它们附着在先前设计用于跳跃或爬行的机器昆虫上。静脉可以在116毫秒内展开,可以承受自身重量的150倍而不弯曲。
Cho说:“由于呈弧形,展开时会自然锁定,所以可以承受非常重的重量。”“如果只是一个平面,它会立刻弯曲,但由于它的弯曲形状,它要坚固得多。”
研究人员测试了其中一个遥控机器人,方法是指示它从屋顶跳下,在半空中挥动翅膀,然后滑到地面。他们把另一个机器人扔到了大楼的二楼。滑到地面后,机器人再次展开翅膀,沿着地面爬行。研究小组还发现,这种设计可以适应扑翼机器人的制造。
这种折纸风格的设计并不是首创。其他研究人员已经用展开的部件建造了类似的设备,包括航天器的太阳能电池板。然而,这些以前的装置使用不能快速打开的刚性板。通过创造打开时弯曲、折叠时变平的机翼框架,Cho和他的团队打破了这种模式。
他说:“我认为我们是第一家能够真正储存能量,然后真正在没有额外组件的情况下快速打开自己的公司。”"这个结构本身被用作弹簧."
这意味着受瓢虫启发的翅膀可以整齐折叠,使机器人更便携,更方便人或无人机携带。一旦部署,这些机器人将比传统无人机噪音小。
在世界各地,研究人员正在制造一种受生物学启发的机器人。它们像蝙蝠、昆虫或鸟一样飞翔。
东北大学的机器人专家Alireza Ramezani说:“这种应用并不是很新,但他们试图将折纸设计融入这种生物灵感机器人的方式很有趣。”从某种意义上说,这是有希望的,它将有希望使我们能够创造一个受生物启发的、更简单、更轻便和反应更灵敏的机器人
然而,折纸机器人也有一些缺点,他说。它们只能折叠成有限数量的形状,这就限制了机器人可以执行的动作。
乔说,瓢虫机器人的一个特殊优势是它可以折叠翅膀,这样机器人在不空的时候可以跳跃或爬行。他计划升级由人工智能控制的下一代机器人,使它们能够更加自主地导航。责任编辑;基线










