本期嘉宾：

王宏伟，中国科学院沈阳自动化研究所 副研究员

研究方向：仿生机器人

动动：王老师，我晨跑时，会看到小鸟和飞虫在灵活飞翔，我很好奇，机器人是否可以像它们一样扑腾翅膀飞起来？

王宏伟：当然可以！比如，我所在的科研团队，很早就开始模仿鸟类或昆虫飞行，开展“仿生扑翼机器人”的研究。和大家经常看到的固定机翼或者螺旋桨不同，这种机器人从外观上，仿佛就像真的小鸟和飞虫一样，会“扑扑扑”地扇动翅膀飞行！

沈阳自动化所研制的仿生扑翼机器人

动动：哇，像真鸟真虫一样？这种“机器飞虫”身上没有“钢筋铁骨”的螺旋桨，那它的翅膀一定很厉害吧。

王宏伟：为了让机器人做到 “轻盈”“自由”，我们尽可能地模仿真实鸟类的翅膀，采用了超轻碳纤维增强复合材料、智能记忆合金以及超薄、超韧柔性膜来制作它的身体结构和翅膀，尽量让它做到重量轻，而且可以根据环境实现自我调节。

动动：只要装上特殊的翅膀就够了吗？

王宏伟：当然不是，我们还要考虑空气动力的问题。要知道生物飞行是空气动力学、生物力学和神经控制的高度结合。我们要让机器人也做到这一点，就需要解决几个核心问题，比如：怎样在这么小的尺度上产生足够的升力和推力？怎样控制扑动中的复杂姿态？

扑翼飞行其实不只是简单的上下扇动，而是一个结合了前扫、下扑、上收等复杂动作的过程，能在翅膀上方产生涡流，从而形成强大的瞬时升力——这个现象就和鸟类和昆虫飞行的机理非常相似。我们用的是高性能的微型电机，让翅膀能高速扑动并且可以做到省电。

仿生扑翼机器人运动过程

动动：既然这么难，我们为什么要模仿飞虫，而不是直接给机器人装上螺旋桨呢？

王宏伟：这就问到点子上了！与传统的螺旋桨相比，扑翼飞行有几个独特的优势。

提升续航：仿生扑翼机器人能像信天翁这类鸟类能滑翔数千公里。

提升机动：仿生扑翼机器人可以像蜻蜓“学习”，实现悬停、急转、倒飞，可以在复杂环境里穿梭。

提升效率：在越小的尺寸范围内，扑翼的气动效率往往比螺旋桨更高。

提升安全：因为翅膀是这种柔软的材料制成的，所以在它工作的情况下，不容易对人类造成伤害。

动动：太酷了！那这样的机器人将来能用来做什么呢？

王宏伟：应用前景非常广！比如它可以进入狭窄空间执行任务，帮助人类进行城市巡查和应急救援；或者在农业领域，执行授粉和监测作物等操作。

动动：这样的仿生扑翼机器人,我也想拥有！