以蚊子為靈感 科學(xué)家研發(fā)能躲避障礙的感知系統(tǒng)
從蚊子能夠在黑暗中飛行和著陸的能力為靈感,近日研究人員開發(fā)出了能躲避碰撞的感知系統(tǒng),并在四旋翼飛機(jī)上進(jìn)行了測試。由倫敦皇家獸醫(yī)學(xué)院(RVC)Richard Bomphrey教授領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)家團(tuán)隊,對雄性庫蚊的感覺機(jī)制進(jìn)行深入研究,并找到了模擬這種昆蟲利用氣流探測障礙物的能力。
很多露營者在戶外睡覺的時候往往不知道蚊子已經(jīng)降落在自己的身上,其中一個重要原因是即使在漆黑的夜里蚊子也能輕巧地降落在你身上。它們能做到這一點要?dú)w功于機(jī)械感應(yīng),這是一種對機(jī)械刺激的反應(yīng)能力,可以讓它們在不使用眼睛的情況下感應(yīng)到障礙物。與蝙蝠通過生物聲納系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航不同,蚊子則是利用翅膀、觸角和氣流的組合來進(jìn)行導(dǎo)航。 據(jù)研究小組稱,蚊子通過非常迅速地拍打它們拉長的翅膀來飛行,產(chǎn)生快速的噴氣式氣流提供升力。如果這些噴射氣流遇到障礙物,這些氣流模式就會改變形狀,這可以被蚊子觸角基部的一個名為 "莊氏器官 "的感受器陣列檢測到。這使昆蟲能夠利用 "空氣動力學(xué)成像 "建立起周圍環(huán)境的圖像,使其能夠映射出地面和其他障礙物的位置。 研究小組利用這些發(fā)現(xiàn),通過為其安裝了一個受生物啟發(fā)的傳感器裝置,為其提供了一個具有空氣動力學(xué)成像功能的微型四旋翼飛機(jī)。該裝置由一個連接到壓差傳感器的探針管陣列組成,這些探針管被放置在最大的靈敏度上。經(jīng)過一系列的試飛后,該四旋翼機(jī)被允許自主飛行。 該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),該四旋翼機(jī)可以在足夠的距離內(nèi)探測到地面或墻壁上的表面,幾乎不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,此外,據(jù)說這套新系統(tǒng)重量輕、功耗低、可擴(kuò)展性強(qiáng)。 |