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对昆虫飞行的新认识为稳定扑翼机器人指明了道路
作者：David Nutt 虫子和鸟类拍打翅膀的方式可能看起来毫不费力，但让它们飞翔的动力却极其复杂且难以量化。康奈尔大学的研究人员创建了一个计算模型，显示昆虫形态对稳定飞行的影响。这些发现可能会带来一种新的方式来理解[...]
来源:Robohub作者：大卫·纳特
昆虫和鸟类拍打翅膀的方式可能看起来毫不费力，但让它们飞翔的动力却极其复杂且难以量化。
康奈尔大学的研究人员创建了一个计算模型，显示昆虫形态对稳定飞行的影响。这些发现可能会带来一种理解动物飞行进化的新方法，同时也为设计扑翼机器人提供蓝图。
该研究于 5 月 1 日发表在《美国国家科学院院刊》上。这项研究由艺术与科学学院和康奈尔杜菲尔德工程学院的物理学教授 Z. Jane Wang 领导。
这项工作始于十多年前，当时王开始了解果蝇的神经回路如何进化以控制飞行稳定性。通过创建 3D 计算模拟，王的团队表明，果蝇每次拍打翅膀时（大约每 4 毫秒拍一次）都会感知身体的方向，以稳定自己。
然而，为了研究所有昆虫的飞行稳定性，研究人员需要构建一种高效的计算工具来模拟大量物种。
“之前的研究，包括我们的研究，都是从真实昆虫模型开始，因此我们受到观察到的事物的限制，”王说。 “我们错过了所有其他也可以用于飞行的配置。”
Wang 和新论文的第一作者 Owen Wetherbee 将 3D 模型提炼为新版本，保留了体翼耦合和非定常空气动力学的关键物理原理。由此产生的方程揭示了关键的物理参数：机翼与身体质量比、机翼载荷、机翼铰链位置、机翼拍动频率和机翼运动幅度。总的来说，它们形成了王所说的“五维形态和运动空间”。
该研究得到了美国国家科学基金会的支持。
康奈尔大学