機(jī)器蝙蝠的商業(yè)化運(yùn)營可能還遙遙無期，但要想將其變成現(xiàn)實(shí)，研究人員就必須繼續(xù)努力探索如何完成電池、驅(qū)動器和計(jì)算設(shè)備的小型化和輕量化。

　　蝙蝠機(jī)器人
　　如今，如果你想要一臺身形小巧、操控靈敏、速度快的飛行器，四軸飛行器是最好的選擇，它們造價(jià)相對便宜，普通人就能操控。不過，從理論上來講它并不是最棒的飛行平臺，因?yàn)樽匀唤缋锟蓻]有這樣的怪家伙，動物們都靠扇動翅膀飛行，因?yàn)檫@樣的的飛行方式效率更高，而且機(jī)動性更強(qiáng)。不過，人類現(xiàn)有的技術(shù)暫時(shí)還無法制造類似動物的翅膀，此外對飛行姿態(tài)的控制也是難上加難。因此，我們依然要靠四軸飛行器。
　　不過，科技進(jìn)步無止境，來自伊利諾伊大學(xué)和加州理工學(xué)院的Alireza Ramezani、Soon-Jo Chung 和Seth Hutchinson 誓要將跨過這兩道坎，給機(jī)器人插上翅膀。于是他們開始動手研發(fā)機(jī)器蝙蝠了。
　　機(jī)器蝙蝠（B2）的研發(fā)歷時(shí)數(shù)年時(shí)間，去年研究人員在斯德哥爾摩的ICRA（國際機(jī)器人頂級會議）上發(fā)表了一篇論文。現(xiàn)在，B2 則登上了權(quán)威雜志《Science》子刊《Science Robotics》的封面，因此我們決定再來說說機(jī)器蝙蝠的現(xiàn)狀。
　　蝙蝠的翅膀與鳥類完全不同，其差異可不只翅膀上有沒有羽毛覆蓋。通常，當(dāng)機(jī)器學(xué)家制作類鳥或類昆蟲型的機(jī)器人時(shí)，它們會盡力去模仿此類動物的翅膀，或者在整個(gè)翅膀結(jié)構(gòu)中加入幾個(gè)剛性部件。
  不過，蝙蝠的翅膀工作原理有所不同，其翅膀的底層結(jié)構(gòu)是由變質(zhì)的肌肉骨骼系統(tǒng)組成的，這套系統(tǒng)自由度（DoF）大于40，扇動翅膀時(shí)，蝙蝠身上的某些骨頭甚至?xí)鲃幼冃?。此外，蝙蝠翅膀表面表面覆蓋了一層具有柔韌度調(diào)節(jié)能力的非均質(zhì)薄膜。研究人員表示，如此復(fù)雜的飛行系統(tǒng)讓蝙蝠獲得了超高的敏捷度，但也提高了人們在機(jī)器人身上復(fù)制這套飛行系統(tǒng)的難度。
　　由于無法完整的復(fù)制蝙蝠“恐怖”的自由度（會造成機(jī)器人過于沉重和復(fù)雜），研究人員決定將其自由度從40 直接降到5（包括肩部、肘部動作，手腕彎曲和腿部與尾巴的左右彎曲）。這樣的機(jī)器蝙蝠雖然不算完美，但已經(jīng)可以擁有蝙蝠57% 的飛行能力。研究人員打造的B2 機(jī)器蝙蝠與埃及果蝠大小類似，翼展為47 厘米，重量僅為93 克。

  機(jī)器蝙蝠的核心組件

　　B2 需要用到5 級自由度是翼面形態(tài)的要求，伸展、彎曲和扭曲等動作都會影響翼面的底層結(jié)構(gòu)，引發(fā)空氣動力學(xué)上的巨大變化。
　　B2 的翼面由柔性硅膠膜制成，其厚度僅為56 微米，因此要想控制這樣的“翅膀”完成飛行任務(wù)是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。最終，研發(fā)人員用閉環(huán)反饋法解決了這一問題。
　　眼下，B2 已經(jīng)能在保持穩(wěn)定的情況下完成直飛、俯沖和轉(zhuǎn)彎等動作，還原蝙蝠的大部分飛行形態(tài)了。
　　蝙蝠是種頗為神奇的動物，它不但能倒吊在洞穴中，還能將抓到的昆蟲藏在翅膀中帶回家享用。不過，雖然眼下B2 還不能復(fù)制所有蝙蝠的能力，但它已經(jīng)幫研究人員深入了解了蝙蝠的工作方式，蝙蝠如何扇動翅膀、如何控制飛行狀態(tài)都不再是個(gè)謎。

　　未來，動作靈活的機(jī)器蝙蝠可以負(fù)責(zé)完成許多極限飛行任務(wù)（如狹窄空間中），研究人員也非常看好它未來在建筑工地中的應(yīng)用。
　　機(jī)器蝙蝠的商業(yè)化運(yùn)營可能還遙遙無期，但要想將其變成現(xiàn)實(shí)，研究人員就必須繼續(xù)努力探索如何完成電池、驅(qū)動器和計(jì)算設(shè)備的小型化和輕量化。