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死掉的鳥兒，又抖動著翅膀，在一所大學校園的上空翱翔著。

這些飛翔身姿略顯笨拙的鳥兒其實是無人機，更確切地說，是披著死鳥的鳥皮和鳥羽毛的無人機。研究人員給這個死鳥“重生”為無人機的項目取了一個名字——鳳凰。

這個無人機項目叫作“鳳凰”。圖片來源：Mostafa Hassanalian

“我們不用人工材料制造無人機，而是把死鳥重新設計成無人機。”領導這個項目的工程師、美國新墨西哥理工大學的機械工程副教授穆斯塔法·哈薩納利安（Mostafa Hassanalian）說道。

過去十幾年里，哈薩納利安一直在研究無人機。在研究撲翼無人機的最佳撲動頻率、最佳機翼形狀等問題時，他不知不覺地就進入了仿生學領域，因為他發現人造材料無法復制鳥類的實際飛行。

圖片來源：Mostafa Hassanalian

“如果我們使用人造材料，我們就無法獲得完美的撲動動作”，哈薩納利安說道。

鳳凰涅槃成無人機

在制造這些無人機的過程中，沒有任何鳥類受到傷害。研究團隊從網上購買鳥的翅膀，并且和鳥類標本剝制團隊合作獲得整只鳥的標本。用到的鳥有鴿子、雉雞、蜂鳥和烏鴉，每只鳥大約花了200美元。

有了真正的鳥翼、鳥尾、鳥頭和軀干，研究人員再設計一個無人機操縱組件安裝到鳥的體內，死鳥就能“復活”了。

圖片來源：Mostafa Hassanalian

在實驗室里，重組的鳥類無人機需要在撲打模擬器上接受測試，主要是看看翅膀能夠承受多大的壓力以及飛行時鳥類無人機能達到多快的速度。每次飛行測試后，數據都會添加到計算機程序中，研究人員得以分析并不斷改進飛行技術，研究如何讓這些無人機在空中停留更長的時間。

經過一系列的測試，研究人員發現，和人工材料制成的翅膀相比，這些死鳥翅膀的效率更高，同一個翅膀就能在多個方向上產生力，而常規的無人機要想達到類似的效果，則每個力都需要配備不同的組件。

圖片來源：Mostafa Hassanalian

鳥類的羽毛和柔韌的骨骼之間有富有彈性的韌帶，可以隨著風向的變化進行巧妙的移動，目前要想通過人工材料設計并制造出具有同等空氣動力學效率的翅膀還非常困難。

圖片來源：Mostafa Hassanalian

來到室外，無人機在哈薩納利安的手中撲動著翅膀，被人助力拋向空中后，它就能向前飛去。目前，它只能飛行最多20分鐘，研究團隊表示他們正在研究節能策略，以延長飛行時間。

圖片來源：Mostafa Hassanalian

這個死鳥無人機目前還只是原型機，不過遠遠地看著它飛翔的樣子，它好像還活得好好的。

鳥的顏色也影響飛行？

許多鳥類都擅長拍打翅膀，但也有些鳥拍打翅膀的頻率較低，卻很能飛，例如“高效飛行大師”信天翁幾乎不怎么撲動翅膀就能在廣闊的海洋上滑翔一千多米。

和許多其他海鳥一樣，信天翁翅膀的上面是黑色的，下面是白色的。黑色可以吸收更多的太陽輻射，于是翅膀的上邊會比下邊更熱——上表面的溫度比下表面高了大約10°C。

漂泊信天翁（Diomedea exulans） 圖片來源：JJ Harrison

溫度較高的區域氣壓較低，而翅膀下溫度較低，氣壓則更高，信天翁因此獲得了額外的升力，像飛機的機翼一樣，飛起來也就更加省力。受信天翁的啟發，研究人員先是測試了固定翼無人機，發現顏色確實會影響飛行效率，他們正在研究鳥類羽毛的顏色和圖案會如何影響撲翼機的飛行。

待續航能力得以提升后，這些死鳥無人機還將進入野外真正的鳥群進行實驗。為了更好地了解候鳥鳥群的形成和飛行模式，研究人員在大學實驗室里搭建了一個大鳥籠。鳥籠里，一小群鳥類無人機迎著風在原地撲動著翅膀。

它們以V形編隊原地飛翔。圖片來源：Mostafa Hassanalian

監視的時候更“合群”

死鳥無人機配備的組件還包括微型攝像機、麥克風和其他能讓它們執行監視任務的基本設備。待技術成熟之后，死鳥無人機可以被用來更好地研究野生動物，追蹤森林砍伐情況和偷獵者。

“我看著你呢” 圖片來源：Mostafa Hassanalian

傳統的無人機在監測野生動物時常會帶來一些問題。例如，被無人機嚇到的鳥可能會放棄自己的鳥巢，從而使得幼鳥暴露在危險之中，另外鳥類有時也會攻擊無人機或者在飛行過程中和無人機相撞，導致鳥受傷。

更逼真、更安靜的鳥類無人機則能更好地與自然環境融為一體，進行近距離的觀察。死鳥無人機的齒輪部件部位要是得到改進，也會變得更加安靜。另外，它們或許也能用來引導鳥類離開機場，防止鳥撞。

圖片來源：Mostafa Hassanalian

與傳統的固定翼無人機、旋翼無人機相比，撲翼機還有很多優點，比如噪音小、耗能少、懸停和低速飛行能力更佳，以及無需起飛滑落的跑道場地等。

而現在采用了死鳥的部位，撲翼無人機的制作可以直接省去機械機翼麻煩的制作過程。對于這樣的就地取材，哈薩納利安認為他們是在進行“逆向工程”。

之后，他們還打算給這些鳥增加腿部，這樣無人機就能夠在不消耗太多電量的情況下稍作停留，并實施監測。

現在還沒有腿。圖片來源：Mostafa Hassanalian

“我們現在面臨的最大挑戰是我們不知道別的鳥會如何做出反應，”哈桑納利安說道。他也無法確定，猛禽看到了這些無人機會不會試圖開始攻擊。

emmm，你確定不用擔心會不會被人攻擊？！

參考文獻

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策劃制作

來源｜把科學帶回家（id：steamforkids）

作者｜Cloud 《萬物》雜志編輯

審校｜阿嫻《萬物》雜志編輯

責編丨楊雅萍