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动物先锋
本刊编辑部 壁虎是蜥蜴目动物的一种,几乎盛产于全球各地。由于对危险现场探查的需要,让专家们想模仿壁虎,做出一个机器人来,让这种机器人能够代替人,出入危机现场,不论这种危险现场是平地,还是悬崖,这种机器人都可以像壁虎一样任们发现了壁虎奇特的行走方式。
原来壁虎会根据不同地形转换行走方式,4只脚之间的密切配合让它在墙面上行走自如。一种叫做对角运动模式,也就是说,它的左前腿对应右后腿,或者反过来,右前腿对应左后腿;另外一种运动模式是三角运动模式,通常是三脚处于支撑状态,然后有一脚移动,移动了以后,换成另外一个三角形。专家们最后采取了三角步态来做机器人,一只脚迈步、三只脚抓牢墙面的行走方式,这让壁虎机器人的行走逐渐流畅起来。
虽然目前,壁虎脚掌还有很多尚待研究的秘密,壁虎机器人也只能在光滑墙面行走,但不远的将来,它一定可以越走越快。
人们对于从动物身上获取灵感的探索从未停止。西北工业大学航空学院的高广林博士和他的团队也正在研究一款动物机器人,他们根据鸟儿飞行原理而研发出来的飞行器叫做微型扑翼飞行器。
这只机器小鸟在天空中飞起来的时候,真是像极了一只真正的小鸟。除了能够低空飞行,机器小鸟还有一个作用,它在空中飞行盘旋时,总会有一些真鸟被吸引过来一起跟飞。
在一次试飞中,机器小鸟遇到了一只乌鸦,这只乌鸦对于机器小鸟很有敌意,跟着机器小鸟飞了很久。还有一次在成都,机器小鸟飞行的时候,遇到一只老鹰,老鹰试图攻击它,围着它转了几圈,然后,老鹰就尝试抓机器小鸟,但是并没有把机器小鸟打下来,它很无奈也就飞走了。
利用机器小鸟会吸引很多真正鸟类跟飞的特点,它可以被放在机场上空飞行,进行驱逐鸟类的工作。这样的应用能有效确保民航飞行的安全,避免过去人工驱鸟的麻烦。可是,研究这样一款机器小鸟,难道仅仅是作为吸引小朋友的飞行玩具,或者仅仅为了驱鸟,它还有什么本领呢?2011年5月,西安市户外救援队接到一个救援任务,一位学生孤身一人在秦岭山中走失,已经一天一夜没有回家。于是救援队想借助西北工业大学的无人机技术,在大范围内进行一个搜索,以尽快锁定目标,减少人力和时间的投入。
他们的扑翼飞行器目前装载的有效载荷主要就是一个微型数字摄像机,用于对地面的一些目标进行拍摄,它可以在一定的高空,很清晰地分辨地面的房屋、车辆、人员这样的目标。
鸟儿飞走之后,很快就顺利传回了它拍摄到的地面信息。可是由于会受到空气扰动以及机翼扑动的影响,它传回来的画面稳定性差的问题又如何解决呢?
原来,机器小鸟配备了后台图像处理系统,实时传回的抖动画面经过处理,可以变得非常稳定,为救援指挥中心决策提供了可靠的信息。经过十多分钟的搜索,救援人员终于通过实时传回来的航拍图像,看到大山深处搭建的一个帐篷。通过机器小鸟传回的画面,救援队员紧接着通过画面中目标的坐标,根据卫星定位系统再次进行计算和分析,最终确定了迷路学生的位置。搜救队员根据精确计算出的位置,迅速赶到出事地点,经过细心的搜索,搜救队员及时救出了这名迷路的学生。
纵观飞行器的发展历史,近年来,随着微电子和微机械等技术的飞速发展,飞行器的设计开始出现一种向小型化、微型化发展的新趋势。微型飞行器的研究已经逐渐演变为世界范围的飞行器和机器人领域的研究热点,而飞行器要微型化