伊利諾伊大學仿生蝙蝠無人機

四旋翼是目前使用最為廣泛的無人機，由於造價不高且操控性好所以在各行各業得到了普及。但在動物界中普遍存在的卻是利用翅膀的撲翼飛行，具有極高的飛行效率和靈活的操控性，從鳥類到昆蟲，甚至遠古的翼龍都擁一雙巨大的翅膀翱翔藍天。今天要為大家帶來的就是一隻先機的撲翼飛行器——BatBot，伊利諾伊大學香檳分校和加州理工的研究人員們從自然界中最複雜的生物蝙蝠出發，創造出了這隻小蝙蝠~~

蝙蝠的翅膀構造尤為複雜，由手和具有彈性的皮膚演化成了高效的翅膀。研究表明，蝙蝠的翅膀具有40個自由度十分複雜，這也是蝙蝠仿生機器人的困難所在。

蝙蝠的功能群（functional groups）。圖中列舉了蝙蝠的關節角度和功能群組；利用這些功能群可以對蝙蝠飛行時四肢的複雜運動進行分類，以及提取主要的DOF並將它們結合到蝙蝠的飛行動力學中。所選擇的DOF通過一系列的機械約束和虛擬約束進行耦合。

如果直接模仿所有的自由度將使得機器蝙蝠複雜地無法起飛。於是研究人員們將自由度削減至五個，但也使機器蝙蝠保留了蝙蝠57%的飛行動力學性能。自由度分別在肩部、肘部、腕部、腿部和尾部。

它的翼膜採用了硅基碳纖維加強膜，厚度只有56μm輕薄且強度高。通過機械耦合結構，一個直流無刷電機驅動左右翼同時進行撲翼飛行。而餘下自由度的調整則通過空心杯電機來執行。在每一個關節處還放置了霍爾編碼器以監測關節的運動角度。同時利用IMU來監測飛行的姿態信息。整個機器人的MCU為STM32M4，並通過DSM2接收機和藍牙與地面基站通信。整個機器人翼展47cm重93g，可以達到10Hz的撲翼頻率。

現在這隻B2蝙蝠機器人已經可以完成翻轉和俯仰飛行了，相信不斷的改進過後可以實現更好的運動效果：

無障礙飛行和控制器結構。（A）零路徑（zero-path）直航的快照。（B）俯衝快照。（C）主控制器由獨立控制器C1和變形控制器C2組成。

BatBot的詳細視頻~~~

源自：TomRobot