你知道人類能制造出多小的飛行器嗎？答案是一粒沙子大小！

放大後的微型飛行器“Micro Flyer”

一個微型飛行器和一隻普通螞蟻的大小對比圖

由美國西北大學領導的一個由多個國家研究團隊組成的科研項目組成功開發出了目前人類史上最小的人造飛行器——微型飛行器“Micro Flyer”，相關研究論文于2021年9月23日登上了國際期刊《Nature》的封面。今天小編就來給大家科普一些這方面的知識吧！

微型飛行器“Micro Flyer”登上《Nature》封面

根據論文顯示，這款微型飛行器沒有用于飛行的發動機或其他動力裝置，那麼它是如何工作的呢？

楓樹種子（來源：Pixabay）

研究人員稱這款飛行器是模仿在風中飛行的楓樹種子：當楓樹種子從楓樹上掉落時，楓樹種子就像螺旋槳一樣旋轉并在風中飛翔，通過這種方法使得楓樹可以将種子送到更遙遠的地方，這是楓樹經過漫長的自然進化而形成的一種特殊技能。

微型飛行器的内部結果

而研究團隊就是利用楓樹種子的形狀和其空氣動力學原理并結合計算機模型模拟後，設計出了這種有三個機翼的微型飛行器。據介紹這個微型飛行器除了機翼以外，其餘組成部分為微型傳感器、微型電源、微型無線天線和微型儲存器。當微型飛行器在空中落下時，它的機翼與空氣相互作用，并産生緩慢、穩定的旋轉運動。

微型飛行器計算機模型模拟 來源：清華大學

當微型飛行器從空中降落時，由于機翼與空氣的相互作用，從而産生緩慢而穩定的旋轉運動。而微型飛行器的重心恰好被設計在它的中心位置，這就使得微型飛行器在下降過程中不會失去控制。

那麼，這種微型飛行器的用途是什麼？

參與該項目的研究人員稱，微型飛行器的設計初衷是讓具備感知功能的微型電子系統在具備飛行能力的情況下，從而可以通過空中散布來執行例如環境感知、污染監測、人口監測等任務。例如将微型飛行器與物聯網相結合，在需要探測的目标區域播撒大量的微型飛行器，就可以檢測出目标區域的大氣和河流的污染程度等關鍵數據。

如果高密度、大範圍地散布微型飛行器是否會造成環境污染？

該研究團隊的研究人員稱，他們已經在實驗室中開發出了使用可降解聚合物和可溶解集成電路芯片制造的“瞬态電子元器件”，這種元器件類似于目前廣泛應用于人體心髒的可降解人造起搏器的工作原理。因此，這些微型飛行器散落在環境中後随着時間的推移在土壤和地下水等環境中自然降解和消失。

微型飛行器的工作原理 圖片來源：清華大學

根據論文顯示，清華大學、華中科技大學的科研團隊參與了該項目。結合媒體的報道，清華大學的研究團隊在該項目中對飛行器仿生結構設計、飛行器結構三維組裝的逆向設計與力學分析、飛行器結構自旋下落的流場模拟和穩定性分析做出了重要貢獻。

作者｜将丹

來源｜鄭州市第二屆科普征文大賽投稿入選作品

聲明｜觀點僅代表作者本人，不代表本号立場

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