- 国际学术杂志《自然(Nature)》网络版刊登

- 利用离心力和弹力折叠展开翅膀的机器人...有望用于极地、宇宙探测等

△左起，作者洛桑理工大学博士后研究员范浩昂、共同作者建国大学教授朴勋哲、洛桑理工大学教授达里奥·弗洛里亚诺。

建国学校KU融合科学技术院朴勋哲(박훈철音)教授(智能运行体工学系)开发出了模仿长寿金龟子飞行原理的超小型飞行机器人。 此次论文于7月31日刊登在国际学术杂志《Nature》网络版上。

该论文的主要作者及通讯作者是朴教授的弟子、瑞士洛桑理工大学博士后研究员范浩安布(Hoang-Vu Phan音),2017年在建国大学研究生院获得博士学位后,在建国大学智能运行体工学系担任博士后研究员。 共同作者是建国大学教授朴勋哲(박훈철音)和洛桑理工大学教授达里奥•弗洛里亚诺(Dario Floreano 音)。

朴勋哲(박훈철音)教授和潘博士曾于2020年在《科学》上发表过模仿长寿金龟子的飞行中碰撞实验结果。 在此次论文中,继之前的研究之后,观察长寿金龟子的飞行中翅膀的展开和折叠过程,查明原理后,将其应用于工学模仿长寿金龟子的飞行机器人"KUBeetle"

到目前为止,关于长寿金龟子完全展开后翼的原理一直存在争议。 研究组关注了长寿金龟子的翅膀角度。 在地面上,将后翼折叠后放入前翼下保管的长寿金龟子在飞行前完全展开前翼,而后翼的外侧部分折叠后露出。 接着,折叠的后翼用几次翅膀扇动完全展开后翼飞行。 这个过程以展翅角增加时变化的展翅角的角度来解释。

这在机翼的折叠过程中也得到了验证。 飞行的长寿金龟子在很短的时间内随着翅膀的角度和速度而下降。 此时，机翼产生的离心力减少，机翼上升角和机翼展开角减少，降落到地面。摘下后翼,贴在翅膀扇动装置上驱动时,也可以通过几次翅膀扇动完全展开折叠的后翼。 由此证明,长寿金龟子不是移动特定肌肉展开翅膀,而是通过翅膀扇动产生的离心力完全展开后翅膀。

经确认,在翅膀折叠时,如果一侧没有前翼,有前翼的一侧会随着前翼的折叠,后翼也会跟着折叠,相反,没有前翼的一侧的后翼不会折叠。 特别是为了在没有前翼的情况下折叠后翼,还捕捉到了利用腿试图折叠后翼的场面。

像这样,长寿金龟子没有特定肌肉的启动,而是用翅膀产生的离心力被动地展开后翼,停止翅膀后翼就会下降到被动折叠的位置,然后与前翼联动完全折叠。

△模仿长寿金龟子的机器人"KUBeetle"(a)的垂直上升、停止、着陆等飞行过程

研究组模仿了这种长寿金龟子的翅膀展开-点力原理,在"KUBeetle"上安装了由支架和翅膀膜、铰链关节、弹性肌腱组成的翅膀。 躯干和翅膀用铰链连接,使翅膀折叠起来,用具有适当弹性的钢丝连接翅膀根和铰链。 结果,向下折叠的翅膀在初期翅膀的离心力上升,形成一定的翅膀平面,产生比机器人重量18克更大的升力,证明了机器人可以飞行。

另外,"KUBeetle"在机翼与外部物体相撞时,可以停止机翼,折叠机翼的同时着陆,防止机翼破损。

长寿金龟子模仿机器人"KUBeetle"利用离心力和弹力展开折叠的翅膀,展开的翅膀扇动产生升力进行飞行,因此有望用于移动机器人产生大量费用的极地、宇宙探测等。 朴教授表示:"为了在大气密度较低的地球和宇宙上的极端环境下也能让机器人飞行,正在进行后续研究。"

朝鲜日报报道资料