斯坦福 Lentink Lab 最新在 Science Robotics (2024) 发表的工作给出了一种长期悬而未解的生物力学答案:鸟类为何能在没有垂直尾翼的情况下仍保持稳定飞行?
团队研制了 PigeonBot II ——一款基于鸟类骨骼结构、使用真实鸽子羽毛的 仿生可变形飞行机器人。它不仅能展开翅膀,还能像真正的鸟一样对尾翼进行抬升、偏转、升降、侧偏等多自由度动态形变。
研究者在湍流风洞中调参出一套 自适应反射控制器(reflexive controller),使 PigeonBot II 仅依靠 翅膀与尾翼的联动反射,就能主动抑制“荷兰滚”(Dutch roll)不稳定性,让无垂尾的机体也能稳态飞行。后续户外测试中,该系统在 起飞、巡航、降落阶段均表现稳定。
本研究不仅是对鸟类“无垂尾控制机制”的首次机械性验证,也为未来 低雷达特征、低扰动、可变形、无垂尾飞行器 提供了全新的仿生设计思路。
视频:https://www.youtube.com/watch?v=aLsn0pN_g-0
论文:https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.ado4535