微型飞行器实验室(MAVLab)的代尔夫特理工大学研究人员开发了一种受昆虫启发的新型飞行机器人，并在《科学》(2018年9月14日)上发表。第一个自主、自由飞行和灵活的扑翼机器人的实验提高了人们对果蝇如何控制攻击性逃跑动作的理解。除了在昆虫飞行研究方面的潜力，这种机器人卓越的飞行品质还为无人机的应用开辟了新的领域。
会飞的动物通过拍打翅膀来提供动力和控制飞行。这使小的自然飞虫，如昆虫，悬停在一朵花附近，但也能迅速逃离危险。动物飞行一直受到生物学家的关注，他们不仅研究动物复杂的翅膀运动模式和空气动力学，而且还研究动物在进行敏捷飞行时的感觉和神经运动系统。最近，会飞的动物也成为机器人研究人员的灵感来源，他们试图开发出轻巧的飞行机器人，这些机器人灵活、节能，甚至可以伸缩到昆虫的大小。
荷兰代尔夫特理工大学MAVLab的研究人员开发了一种受昆虫启发的新型飞行机器人;迄今为止其性能无人能及，设计简单，易于生产。与飞行昆虫一样，机器人的翅膀每秒拍动17次，不仅能产生保持空中飞行所需的升力，还能通过对翅膀运动的微小调整来控制飞行。受果蝇的启发，该机器人的控制机制已经被证明是非常有效的，它可以在原地悬停，并以极高的敏捷性向任何方向飞行。
“机器人最高时速25公里/小时,甚至可以执行激进策略,如360度翻转,像循环和桶卷,“说Matěj Karasek,这项研究的第一作者和主设计师的机器人。“此外，33厘米的翼展和29克的机器人具有出色的功率效率，允许5分钟的悬停飞行或超过1公里的飞行距离，电池充满电。”
果蝇逃生策略研究
该机器人的飞行性能，加上它的可编程性，也使它很适合研究昆虫飞行。为此，代尔夫特理工大学与瓦赫宁根大学进行了合作。“当我第一次看到这个机器人飞行时，我惊讶地发现它的飞行方式与昆虫飞行非常相似，尤其是在操控时。”我立刻想到我们可以用它来研究昆虫的飞行控制和动力学研究。由于Muijres教授之前对果蝇的研究，该团队决定对机器人进行编程，以模拟昆虫在高敏捷性逃脱动作(如避免挥击)中的控制动作。
机器人的动作与在果蝇身上观察到的非常相似。机器人甚至能够演示果蝇如何控制转弯角度，以最大限度地提高它们的逃跑性能。与动物实验不同的是，我们完全控制了机器人的“大脑”。这使我们能够识别和描述一种新的被动空气动力学机制，这种机制可以帮助果蝇，也可能帮助其他飞行动物，在快速转弯的过程中引导它们的方向。”Karasek补充道。
未来应用潜力
在DelFly项目中，MAVLab已经开发了十多年受昆虫启发的飞行机器人。MAVLab的科学带头人吉多·德·克罗(Guido de Croon)教授说，“昆虫启发的无人机有很大的创新应用潜力，因为它们很轻，在人类周围很安全，比传统的无人机飞行效率更高，尤其是在更小的尺度上。”然而，直到现在，这些飞行机器人还没有足够的灵活性，它们需要一个过于复杂的制造过程。”这项研究中的机器人名为DelFly，它以现有的制造方法为基础，使用现成的组件，它的飞行耐力足够长，值得在现实世界中应用。
代尔夫特理工大学和瓦赫宁根大学合作的TTW项目“像蜜蜂一样敏捷”(As agile As a bee)将进一步发展代尔夫特苍蝇的敏捷性。该项目由荷兰科学基金会NWO资助。
