這隻戴護目鏡的鸚鵡掌握著飛行機器人的未來

從診斷癌症的鴿子，到嗅探炸彈的狗狗，最奇特的那些科學實驗給我們帶來了最有趣的洞見。

最近，研究人員又把一幅很小的護目鏡戴在一隻鸚鵡頭上，希望通過了解鳥類揮動翅膀產生升力時形成的空氣渦流，更多地去了解飛行的奧秘。

這對打造更出色的無人機十分重要。目前，已有非常成熟的模型可以解釋飛行原理以及鳥類如何支撐自身重量，斯坦福大學的一支研究團隊正對這些模型進行測試。他們的方法是——讓一隻名叫Obi的鸚鵡從鋪著微粒的激光片上飛過。

「我們自己永遠不會這麼干，絕不會在沒有任何保護的情況下從激光片上走過。所以，我們必須想辦法保護那隻鳥，」斯坦福大學機械工程助理教授大衛·倫丁克（David Lentink）說。

鸚鵡Obi的革命性飛行實驗在倫丁克的實驗室里進行。研究生埃里克·古鐵雷斯（Eric Gutierrez）製作了那副搶眼的護目鏡，以使Obi的眼睛免受炫目激光的傷害。

通過此舉，該研究團隊還推動了飛行工程一個領域的發展，他們希望可以藉此實驗催生更加強大的飛行機器人。

「鳥類揮動翅膀時，就會使那些微粒動起來，」研究生黛安娜·陳（Diana Chin）說，「在這個平面上，我們可以看到微粒如何運動，然後計算流速場。根據流速場，我們應該能夠從理論上計算出那隻鳥在飛行中產生的升力。」

Obi從激光片上飛過時，它的翅膀會攪動那些被照亮的微粒，形成可見的渦流圖像，供研究人員記錄。這項實驗結果顯示，渦流會破碎，而非像飛機留下的霧化尾跡那樣，在空中凝而不散。

「飛機產生的渦流要在飛機飛遠後才會破碎，比如1000多米。而鳥類產生的渦流在振翅兩三下的時間內，就會在距離鳥類非常近的地方破碎，並且這個過程要劇烈得多。」倫丁克說。

實驗結果提供了空前明晰的渦流圖像，與當今飛行機器人所依據的傳統模型相悖。「我們發現，我們測試的所有三個模型都非常不準確，因為它們的前提假設未必是正確的。」黛安娜說。

「看看動物飛行的典型圖片，我們往往以為那些動物在飛行過程中會產生優美平滑的渦流，但實際情況要複雜得多，」倫丁克說，「這對我們來說是個出發點，現在我們可以開始真正弄清楚動物是怎樣飛行的。」

「為了更好地設計機器人的翅膀，很多人著眼於對動物飛行的研究結果。現在，我們的實驗表明，人們採用的設計方法並不像大家希望的那樣可靠。我們需要新的研究、新的方法來大幅提高設計過程的可靠性。」

當然，要是沒有古鐵雷斯製作的那副小護目鏡，這項實驗就不可能進行，或者就算進行，研究人員也會因為擔心鸚鵡受到的傷害而無法安心工作。

鸚鵡佩戴的鏡片由人類激光護目鏡的鏡片切割而成，鏡框通過3D列印技術製作。這幅護目鏡利用獸醫帶安全地固定在Obi頭上，並附有反光條，好讓研究人員更準確地測量Obi的飛行速度。

翻譯：于波

造就：劇院式的線下演講平台，發現最有創造力的思想