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智慧型機器鳥 破解鳥類飛行的秘密

  • 黃愷橙

Festo研發團隊成功揭開鳥類飛行的秘密,智慧型機器鳥具備超輕量設計,可自動起飛、飛行和降落。
Festo研發團隊成功揭開鳥類飛行的秘密,智慧型機器鳥具備超輕量設計,可自動起飛、飛行和降落。

Festo研發的智慧型機器鳥,就像取法的銀鷗一樣,能在空中飛行、滑行和翱翔,沒有額外的驅動機械裝置。翅膀裡面有具結合複雜控制系統的絞鏈連接扭轉驅動裝置,不只能上下拍動,也能在特定的角度下轉動,使飛行操作達到前所未有的高效率。Festo效法自然,首次成功將其應用至能源效率的技術。

智慧型機器鳥其中一項特點,是翅膀可主動旋轉,並且沒有使用額外起降裝置。智慧型機器鳥,以最小的總重量,同時功能性整合翅膀的推進和升降、以及在軀幹及尾翼的飛行控制單元,達成整體結構資源和能源耗損量的減少。優異的空氣力學、用於推進的高能量密度以及用於飛行器的最佳靈敏度,成就智慧型生物機電系統。

智慧型機器鳥總重約450公克,翅膀展開後達2公尺,推進和升降只靠拍動的翅膀,而翅膀只需23瓦的電量。測量顯示電機效率約達到45%,而空氣力學效率高達80%。智慧型機器鳥是功能性整合和能源效率之輕量設計的最佳範例,是氣流現象的最佳使用方式,這為未來新一代的氣壓缸和閥提供重要的創新方向。

智慧型機器鳥身上的電子系統,確保精確的翅膀控制。此外,在實際飛行時可調整旋轉控制參數,並在幾毫秒之間,就能操控翅膀拍動和旋轉順序,使翅膀附近的氣流達到最佳狀態。智慧型機器鳥的外部沒有旋轉部位,因此不會造成損害。智慧型機器鳥已被列入Festo未來導向技術的清單,並將進行實際應用,例如從能源領域的風翼產生器到用於製程自動化的驅動器。

人類最古老的夢想之一,就是能夠像鳥一樣在空中飛行─隨意朝不同方向飛行─並用鳥類的視野看世界。鳥類只需使用翅膀的肌肉力量,產生所需推力以克服空氣阻力,就能起飛並在空中自由飛行,沒有任何旋轉“元件”。長久以來,許多科學家嘗試破解鳥類飛行的秘密,但都以失敗收場。來自Festo公司的研究團隊,在2011年成功解開這個秘密,關鍵就在於獨特的運動,使得智慧型機器鳥能與先前機械拍動的翅膀結構有所不同,並因具備超輕量設計,可自動起飛、飛行和降落。

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