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机器人大讲堂祝您 2017 丁酉鸡年快乐 中国机器人界十二位大咖齐贺新春 对于在地面行走的人类来说，飞行永远是我们向往的一项技能。从飞机、火箭，再到现在风靡全球的无人机，科学家们尝试着用各种先进技术将我们送向天空，或者帮我们体会高空中的视角。当然，除空气动力学等物理学知识以外，自然界的飞行动物也是人类制造飞行器的关键。 之前我们介绍过一款瑞士洛桑联邦理工大学的研究人员研发的一款模仿鸟类羽毛的飞行器，这款飞行器可以模仿鸟类在天空中飞行的姿态，通过适时折叠羽翼来减小飞行过程中的阻力，实现快速飞行。而自然界并不是所有的飞行动物都是靠拍打铺满羽毛的羽翼来飞行的，我们今天的主角—蝙蝠就是一个例外。 来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和加州理工学院的研究员近几年致力于研究蝙蝠的飞行方式，并制造处一款名叫Bat Bot（B2）的蝙蝠机器人。并在当地时间2月3日，登上了最新一期《Science Robotics》的封面。 蝙蝠是哺乳动物中唯一能用翅膀自主飞行的动物，飞行动作优雅且高效，还能做到中途悬停。相比鸟类，蝙蝠可以说是自然界进化的奇迹。每个支撑翅膀的骨头实际上都是超长的足趾，并由一层薄膜覆盖。这样的特征给了蝙蝠一些鸟类不具有的天赋，让它在飞行中，具有难以置信的机动性，可用翅膀拦截昆虫。 蝙蝠的翅膀从根本上说是个可变形的肌肉骨骼系统。这套系统有超过40个自由度（DoF)），而且有些骨骼会在翅膀扇动时主动变形以实现更好地飞行。并且能作圆形转弯、急刹车和快速变换飞行速度等多种“特技飞行”。 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和加州理工学院的研究员通过复制蝙蝠的肩部、肘关节、手腕弯曲、腿和尾巴的运动，这五个自由度，构造了这款蝙蝠机器人。 蝙蝠机器人B2的机翼是由柔性硅胶膜制成的，只有56微米厚。B2的翼面会随着飞行时的每个动作而变形（如拉伸、收缩和扭曲），从而可以复制真正蝙蝠超过57%的飞行动作。此外，B2仅重93克，体积与埃及果蝠相近，翼展长达47厘米。 此外，蝙蝠还被称之为会飞的“活雷达”—即他超出寻常的夜视能力。蝙蝠在飞行时，会从口中发出一种频率极高的声波（超过人类听觉范围以外），声波碰到墙上，必然折回，它的耳膜就能分辨障碍物的距离远近，而向适宜方向飞去。因而不论如何黑暗，如何狭窄的地方，蝙蝠都绝不会碰壁。 如果人类能设计出模仿蝙蝠飞行的机器人，这意味着可以在没有GPS的状况下，在有金属和钢筋的黑暗环境中进行飞行。这对于地震等自然灾害的救援将起到关键作用。 目前，蝙蝠机器人B2可以完成平稳飞行、巡航（直线飞行的同时以高至10赫兹的速率拍动翅膀）、倾斜飞行、急速俯冲这些动作。 “我们并不是想让未来所有的无人机看起来像一只蝙蝠或像蝙蝠一样飞行。严格的模仿不是目标。作为航空航天机器人工程师，我想从生物系统学习，以改进当前的技术和设计的小型空中无人机。例如，我们可以使用蝙蝠的机翼变形机制，使用独立的机翼折叠和腿部运动来提出更好的飞行方式，控制未来的飞机。”蝙蝠机器人B2的研究人员之一Soon-Jo Chung说。 B2的研究人员还表示，他们接下去想要让蝙蝠机器人学会倒挂着栖息。并进一步挑战延长电池寿命和开发更强的电子元件，以及让机器人能够承受轻微的冲撞。希望将来这款蝙蝠机器人能在救灾勘探方面，发挥重要作用。
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