这只机器鹰在飞行时可以变形

无人机非常常见，因此很容易想象它们的基本设计变化。固定翼无人机看起来像微型飞机。其他无人机使用螺旋桨（通常是四个）将自己拉上天空，有点像直升机。一些无人机结合了这些想法，使用螺旋桨起飞，然后在飞行时旋转位置，因此无人机的侧面可以像机翼一样提供升力。亚马逊的包裹递送无人机就是这样的，贝尔的大型货运无人机也是如此。

现在想象一下鸟儿如何翱翔在空中，翅膀和尾巴可以自由摆动。生物飞行的感觉与其他飞行器的感觉截然不同。但瑞士工程师们推出了一种机器鸟，它模仿鹰的飞行方式。他们的研究成果今天发表在《科学机器人》杂志上。

他们的目标是制造一种像鸟一样的无人机，既能以高速（像固定翼飞机一样）长距离巡航，又能保持高度机动性。他们的创作灵感来自一种名为北方苍鹰的真实鸟类。

“这种鸟在森林中捕猎，所以它非常敏捷，”瑞士洛桑联邦理工学院的博士生兼机器人专家 Enrico Ajanic 说道。他们希望能够确定：“为什么这种北方苍鹰如此敏捷？但与此同时，它也可以非常高效——它也是候鸟。”通过制造一个可以完成各种飞行目标的机器人，Ajanic 表示他们可以制造出兼具两全其美的飞行机器。

他认为，能够做到这一点的无人机在城市环境中巡航将会非常出色。“大城市需要能够长距离飞行的无人机，所以你必须非常高效，”他说。“但与此同时，你还需要避开障碍物，因为这些城市很混乱。”

最终，他们用碳纤维和其他材料制作出了一个名叫 LisHawk 的机器人。它的最大翼展为 3.4 英尺。从某些方面来看，这只机器鹰很像一只真正的北方苍鹰。它的尾巴可以向外展开，长度与北方苍鹰差不多——大约 0.8 英尺。它的机翼外侧部分（称为翼弦）长约 1 英尺，与它的生物对应物大致相同。翅膀可以向外伸展或向内收起。尾巴可以向外展开，也可以上下左右移动。这种变形能力使 LisHawk 能够拓宽它擅长的飞行类型范围；典型的无人机无法像这样变形。

然而，试图用人工材料复制自然也存在挑战。最主要的挑战是机器鹰不会扇动翅膀——它使用螺旋桨。“螺旋桨效率很高，从机械工程师的角度来看，这是一个简单的系统，”他说。扇动翅膀的无人机很难制造，而想象相反的场景就很有趣了：一只鸟的喙上伸出一个螺旋桨。

总体而言，Ajanic 对他们成功实现创造可变形、仿生飞机的目标感到满意。他说，这种技术可以与其他无人机一起使用，以“提高其飞行性能”。

他说，对于高速巡航飞行，理想的配置是机翼和尾翼向内收起，此时的最低速度为每小时 17 英里。对于速度较慢但更灵活的飞行，速度会降至每小时 9 英里，尾翼和机翼会伸展开来。在航空领域，以这种方式在空中改变机翼形状的情况很少见：像 F-14 这样的飞机，即原版《壮志凌云》中的战斗机，就做到了这一点。

LisHawk 仿效了一款类似的机器鸟 PigeonBot 的羽毛造型，后者于今年 1 月首次亮相。与 PigeonBot 不同的是，这款机器鹰不使用真鸟的羽毛——Ajanic 的团队设计了一种人工解决方案。

实际上，我们不太可能在短期内看到像鹰或鸽子一样的机器人在城市中穿梭，即使有的话——固定翼无人机和四轴飞行器仍然是行业规范，农村地区对它们来说更安全，从监管角度来看也是更好的飞行区域。但这并不能改变这样一个事实：一个从生物学中汲取灵感的机器人创作，简而言之，非常酷。