Biomechanics: Beetle wing mechanisms inspire robot design
撲動的微型機器人以被動展開-收縮機翼來飛行。圖片來源:Hoang-Vu Phan

對犀牛甲蟲如何展開和縮回後翅的分析表明,該過程是被動的,不需要肌肉活動。研究結果,報道於自然,可以幫助改進飛行微型機器的設計。

其中,甲蟲表現出最複雜的機制,涉及兩組翅膀:一對稱為鞘翅的硬化前翅和一組精緻的膜狀後翅。儘管對它們翅膀上類似摺紙的褶皺進行了大量研究,但人們對它們如何展開和縮回後翅知之甚少。

先前的研究認為,胸部肌肉驅動甲蟲的後翅基部運動,但缺乏支持此理論的實驗證據。

Hoang-Vu Phan 及其同事將高速攝影機的使用與動態相似的飛行結合起來來彌補這一研究空白。作者觀察到,犀牛甲蟲在展開和縮回翅膀時使用被動機制,包括其鞘翅。

撲動機器人被動地展開和收回翅膀。圖片來源:Hoang Vu Phan

展開是一個兩階段的過程,其中鞘翅的升高以彈簧般的方式部分釋放其後翅,然後拍打運動使後翅進入升起的飛行位置。他們還發現使用鞘翅將後翅被動地降低到靜止位置。

受到他們的觀察的啟發,作者製造了一個模仿甲蟲翅膀被動展開和縮回的微型機器人。他們發現機器人成功起飛並保持飛行。

甲蟲機翼部署。圖片來源:Hoang Vu Phan

他們的研究結果表明,將甲蟲的被動後翅過程轉移到撲動機器人設計中可能有助於提高需要在有限或雜亂的空間中操作的小型機器人的能力。

更多資訊:Hoang-Vu Phan 等人,甲蟲和撲動微型機器人的被動機翼展開和收縮,自然(2024)。DOI:10.1038/s41586-024-07755-9

引文:受甲蟲啟發的機器人顯示出改進的飛行能力(2024 年,8 月 1 日)檢索日期:2024 年 8 月 1 日來自 https://techxplore.com/news/2024-08-beetle-robots-flight-capability.html

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