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據(jù)美國《大眾科學》2014年1月刊報道,自然界中的各種生物歷時數(shù)百萬年才讓撲翼飛行變得日臻完善,而現(xiàn)在,工程師們能用機器來再現(xiàn)這種飛行,由此制造出的各種微型無人機也已深入各個領域。
從自然界中汲取靈感
5年前,理查德·古烈和湯姆·瓦內(nèi)克坐在一家距離他們的辦公室?guī)讞l街區(qū)的酒吧里交談,試圖讓自己的神經(jīng)從忙碌的工作中解脫出來。在過去一年多里,這兩名工程師一直試圖研制出一架經(jīng)久耐用的微型無人機,其能躲避其他物體,在建筑物內(nèi)準確定位;而且,在暴風雨天氣里也能風雨無阻地飛行。
他們曾經(jīng)嘗試讓其微型無人機采用固定機翼,但需要添加足夠多的傳感器才能讓這種無人機有效地探測到障礙物,如此一來,這種無人駕駛飛機就太重了而無法飛起來。他們也嘗試采用直升飛機的形式,但直升機的旋翼一直糾纏在電線內(nèi)。另外,他們也建造過一臺配備了發(fā)動機的氣球,但以上諸多嘗試都以失敗告終。
當古烈和瓦內(nèi)克坐在吧臺上,小口啜飲著啤酒時,看到一只飛蛾突然猛烈地撞在了玻璃上。他們想,如果是微型無人機撞在玻璃上,必定會粉身碎骨,但這只飛蛾并沒有如此,而是從玻璃上彈開,拍了拍翅膀,恢復原狀,然后飛走了。
“這真是天降啟示,讓我們一下子覺得醍醐灌頂!蓖邇(nèi)克說,他目前是麻省研發(fā)公司物理科學公司(PSI)的工程師。他說:“我們意識到,我們能制造出一種人造系統(tǒng),其撞擊到其他物體上之后,能立刻復原并繼續(xù)向前,這是一個創(chuàng)新!
這并非工程師們首次從自然界中借鑒和汲取設計靈感,尤其是當我們提到飛行時,從自然界中汲取的靈感和經(jīng)驗不勝枚舉。自然界中,有些飛行動物經(jīng)歷了近億年的進化過程,為了攫取食餌、逃避敵害、生殖繁衍和集群活動等生存需要,通過漫長的環(huán)境適應的自然選擇過程,它們發(fā)展出了各具特色的空中飛行能力,其整體功能漸趨優(yōu)化,為當前的人造航行器和飛行器望塵莫及。其上億年進化得來的翅膀形態(tài)和飛行方式給了我們很多啟迪。