效仿蜻蜓的自動翻轉科學家找到提升無人機安全方法
無人機在飛行過程中如果不慎顛倒,要是能夠自動翻轉過來就能有效避免墜毀。而歸功於一向對蜻蜓飛行的研究,這樣的情況也許在未來一天實現。倫敦帝國理工學院的科學家們首先將微小的磁鐵附著在20只普通的蜻蜓身上,同時附上類似於動作捕捉系統中用於追踪演員動作的光學標記。
利用磁鐵將昆蟲固定在一個可伸縮的磁性支架上,以右上或倒立的方向。當它們從該支架上釋放出來時,蜻蜓自然而然地就會往下掉。高速攝像機與標記相結合,在昆蟲進入自由落體時對其進行跟踪。錄像被用來製作它們軌蹟的3D動畫計算機模型,以便進一步分析。
研究人員發現,右面朝上的蜻蜓沒有任何問題,在確定方向之後就能飛走。不過即便是倒立情況下蜻蜓也能在半空中進行某種形式的後空翻來糾正自己。蜻蜓在失去意識的時候,依然能夠做出這個動作,不過速度要慢一些。
事實上,雖然死掉的蜻蜓最初不能進行正身動作,但如果它們的翅膀先正確地預置好,它們就可以進行正身動作。這表明,翻轉是由於肌肉張力和翅膀姿勢等因素造成的,而不是由蜻蜓發起的任何身體動作。
現在,人們希望類似的功能可以被內置到故障安全的機翼設計中,用於固定翼無人機等飛機。
該研究論文的資深作者Huai-Ti Lin 博士說:“工程師們可以從飛行動物身上獲得靈感來改進航空系統。無人機往往嚴重依賴快速反饋來保持其直立和航向,但我們的研究結果可以幫助工程師將被動穩定機制納入其機翼結構中”。