哈佛機器蜜蜂升級！仿大蚊腿部設計實現完美軟著陸

哈佛大學研發的機器蜜蜂（RoboBee）長期以來已展現出與真實昆蟲無異的飛行、俯衝和懸停能力。但若無法安全降落，這些飛行奇蹟又有何意義？如今，這個來自哈佛微機器人實驗室的工程傑作，配備了迄今最可靠的著陸裝置——靈感源自自然界最優雅的降落專家：大蚊。

在《科學機器人》期刊發表的最新研究中，由哈佛工程與應用科學學院教授Robert Wood領導的團隊，為這款飛行機器人安裝了仿大蚊的長節肢腿部結構。這種創新設計能有效緩解機器蜜蜂從空中到地面的過渡衝擊，同時升級的控制系統還能幫助它在接近地面時減速，實現輕柔的「噗通」降落。

這些改進至關重要，因為機器蜜蜂精密的壓電致動器（用於飛行的「高能量密度肌肉」）極易因粗暴著陸或碰撞而損壞。由於其體積僅3公分翼展、重量不到0.1公克，著陸一直是重大挑戰——就像直升機螺旋槳會產生向下氣流，機器蜜蜂拍動的翅膀也會產生擾動氣流導致不穩定。

「過去我們只能關閉電源讓它自由落體，然後祈禱它能安全著陸，」主要作者之一、負責機械改造的研究生Christian Chan坦言。團隊另一位主要作者、現任普渡大學助理教授的Hyun則開發了新型控制系統，讓機器蜜蜂能適應接近地面時的氣流效應，成功在樹葉和硬質表面完成測試著陸。

研究團隊從大蚊這種常被誤認為巨蚊的無害昆蟲獲得靈感。Chan指出：「我們的機器蜜蜂在尺寸比例上與大蚊驚人相似。」大蚊憑藉其長節肢能有效緩衝降落衝擊，且其短暫的成蟲生命（僅數天至兩週）大多在頻繁起降中度過，正是完美的仿生物件。

團隊根據哈佛比較動物學博物館的標本資料，開發出多種腿部結構原型，最終選定近似大蚊腿部節點與關節位置的設計。生物學專家Alyssa Hernandez博士更貢獻其昆蟲運動學專業知識，她強調：「昆蟲世界提供無數改進機器人的靈感，而這些機器平臺也能反過來驗證生物力學假說。」

目前機器蜜蜂仍需透過纜線接受外部控制。團隊未來將著重開發機載電子系統，實現感測、供電與控制三位一體的自主飛行——Wood教授稱之為「聖杯目標」。他透露：「安全纜線常幹擾實驗，因此安全著陸技術是擺脫纜線的關鍵一步。」

這款微型飛行機器人未來可應用於環境監測、災害巡查等領域。Chan最期待的應用是人工授粉——想像未來垂直農場中，成群的機器蜜蜂忙碌傳粉的景象！

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