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最全面的飞行着陆操作探索,以推动未来的机器人,中国机械网,okmao.com
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最全面的飞行着陆操作探索,以推动未来的机器人
2020年10月15日    阅读量:212    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

为了激发先进的机器人技术,宾夕法尼亚州机械工程系的研究人员发表了关于飞行昆虫如何颠倒着陆的最完整描述。


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该论文今天(10月23日)发表在《科学进展》杂志上。“通过这项工作,我们试图了解苍蝇如何眨眼之间执行颠倒着陆的动作,”机械工程学助理教授博成说并是论文的主要作者中国机械网okmao.com


郑说,这可以说是飞行昆虫进行的最困难,最难理解的特技飞行。


程说:“最终,我们想在工程学中复制它,但是我们必须首先理解它。”


随着宾夕法尼亚州立大学的让-米歇尔·蒙杰,机械工程助理教授,潘柳博士生在机械工程,郑旨在了解生物力学和感官流程,苍蝇使用土地的不同表面上像天花板和移动的物体。


为了收集数据,该团队首先使用高速摄影技术检查了苍蝇在飞行室内的倒地着陆行为。


他们的研究发现,昆虫通常执行四个完全定时的动作以使其上下颠倒:它们提高了速度,完成了快速的身体旋转动作(类似于车轮),进行了大范围的腿部伸展,最后通过腿辅助降落将脚牢牢固定在天花板上时,身体摆动。


高速滚动记录着陆示例的高速录像。一只苍蝇以侧倾为主的身体动作颠倒着陆。


高速视频录制示例以俯仰为主的着陆。苍蝇使用俯仰控制的身体动作颠倒着陆。研究人员还相信,这些动作是由苍蝇在接近其理想着陆点时所感知到的一系列复杂的视觉和感官线索来推动的。


蒙戈说:“眨眼间,这些苍蝇就可以完全颠倒它们的身体和土地,这是非常壮观的。” “我们一直都在观察它的发生,但是我们已经证明了这种操作的复杂性。机器人能够做到这一点引起了很多兴趣。”


示例纵向身体摆动主导着陆的高速视频记录。一只苍蝇利用大的纵向腿辅助秋千上下颠倒着陆。但是,当前的机器人技术严重缺乏执行相同操纵所需的速度和效率。


高速视频记录示例性的侧身摆动主导着陆。一只苍蝇利用大的侧腿辅助侧向摆动装置上下颠倒着陆。


Mongeau说:“我们以大自然为灵感。” “这有助于推动工程学的基础科学,了解苍蝇如何解决这些问题,以便我们将其应用于未来的技术。”


除了推进机器人技术外,这项工作的意义也可以应用于神经科学领域。


示例的高速视频记录由于人体早期旋转而无法着陆。


“苍蝇的神经系统如何能够如此迅速地做到这一点?” 蒙戈说。“这项工作重申了这些动作在极小的神经系统中执行的速度有多快。这些数据可以为理解大脑的功能提供新的假设。”


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