最完整的探索飞行着陆演习，以推动未来的机器人

大学公园,爸爸。为了激发先进的机器人技术，宾夕法尼亚州立大学机械工程系的研究人员发表了有关昆虫倒挂着陆的最完整描述。

这篇论文发表在今天(10月23日)的《科学进展》杂志上。

“通过这项工作，我们试图了解苍蝇是如何在眨眼间倒立着陆的，”机械工程助理教授、论文的第一作者Bo Cheng说。

程说，这可以说是飞行昆虫进行的最困难、最不为人知的特技飞行。

“最终，我们希望在工程领域复制这一点，但我们必须首先理解它，”程说。

与宾夕法尼亚州立大学机械工程助理教授Jean-Michel Mongeau和机械工程博士生Pan Liu一起，程的目标是了解苍蝇在不同的表面(如天花板和移动的物体)降落时的生物力学和感觉过程。

“我们从大自然中寻找灵感。这有助于推动工程基础科学，理解苍蝇是如何解决这些问题的，这样我们就可以将它们应用于未来的技术。”

– Jean-Michel Mongeau，机械工程助理教授

为了收集数据，研究小组首先用高速摄像法检查了苍蝇在飞行舱内的倒立着陆行为。他们的研究发现,昆虫通常执行四个完全的演习土地颠倒:他们增加他们的速度,完成快速的身体旋转机动(比作一个车轮),执行一个扫腿扩展,最后,通过土地leg-assisted身体摇摆当双脚稳稳地站在天花板上。

研究人员还认为，这些动作是由一系列复杂的视觉和感官信号引起的，当苍蝇接近它们想要的着陆点时，它们会感知到这些信号。

蒙格说:“一眨眼的功夫，这些苍蝇就能把身体和地面完全颠倒过来，这真是太壮观了。”“我们经常看到这种情况发生在我们周围，但我们已经证明了这种操作的复杂性。机器人能做同样的事情，人们对此很感兴趣。”

然而，目前的机器人技术严重缺乏执行相同动作所需的速度和效率。

“我们从大自然中寻找灵感，”蒙格说。“这有助于推动工程基础科学，理解苍蝇是如何解决这些问题的，这样我们就可以将它们应用于未来的技术。”

除了先进的机器人技术，这项工作的意义也可以应用到神经科学领域。

“苍蝇的神经系统是如何做到这么快的?””Mongeau说。这项工作重申了这些动作在一个非常小的神经系统中执行的速度有多快。这些数据可以为理解大脑如何运作提供新的假设。”

该项目的合作者包括印度班加罗尔国家生物科学中心的副教授Sanjay P. Sane和科罗拉多州立大学的助理教授赵建国。这项工作得到了美国国家科学基金会50万美元的资助。