研究人員一直在對蜻蜓進行調(diào)查,希望這些昆蟲如何飛行和在空中保持穩(wěn)定的細節(jié)可以用來激發(fā)無人機和其他小型航空器的新設(shè)計。該團隊使用高速攝像機和 CGI 技術(shù)來了解蜻蜓的內(nèi)置機制,如果它在空中失去平衡,它可以自行糾正。
蜻蜓是一種令人印象深刻的生物,在狩獵獵物或逃離捕食者時,它們能夠滑翔、向后飛行并以高達 54 公里/小時的速度飛行。該團隊還了解到,當(dāng)蜻蜓失去平衡并發(fā)現(xiàn)自己在空中倒立時,它會執(zhí)行后空翻來使自己正確。研究人員說,蜻蜓最常進行倒立的后空翻,稱為“俯仰”,以在空中從倒立的位置調(diào)整自己。
有趣的是,研究小組還發(fā)現(xiàn),蜻蜓在失去知覺的情況下也可以執(zhí)行相同的機動,這表明響應(yīng)具有很大的被動穩(wěn)定性成分,使其成為一種類似于在發(fā)動機關(guān)閉時允許飛機滑翔的飛行機制。在研究過程中,該團隊發(fā)現(xiàn)蜻蜓翅膀的形狀和關(guān)節(jié)剛度提供了被動穩(wěn)定性,這一發(fā)現(xiàn)可用于幫助未來的無人機設(shè)計。
研究人員為 20 只常見的鏢蜻蜓配備了微小的磁鐵和運動跟蹤點,就像在研究期間用于創(chuàng)建 CGI 圖像的那些。然后,他們將每只蜻蜓磁性地連接到磁性平臺上,正面朝上或上下顛倒,傾斜度變化。然后將昆蟲釋放為自由落體,運動跟蹤點提供了蜻蜓如何移動的 3D 模型。
這個動作是用高速攝像機捕捉到的,研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)蜻蜓從倒立的姿勢下落時,蜻蜓向后翻筋斗,恢復(fù)了右側(cè)朝上的姿勢。無意識的蜻蜓完成了同樣的翻筋斗,但速度更慢。死蜻蜓根本不會進行這種動作,除非研究人員將它們的翅膀擺成特定的活體或無意識位置。