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插著微電極的天牛、精巧的蒼蠅籠、身披芯片的知了……在同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院微小飛機(jī)實(shí)驗(yàn)室里，昆蟲形象雖然各異，但它們都有一個(gè)共同的名稱：微型飛機(jī)。
今年七月，同濟(jì)大學(xué)沈海軍教授小組的“昆蟲們”格外活躍：蒼蠅動(dòng)力飛機(jī)成功放飛，黃蜂動(dòng)力飛機(jī)接踵而出。近日，一枚蟬動(dòng)力微型飛行器在同濟(jì)大學(xué)研發(fā)完成——小小蚱蟬在控制電極的指揮下在空中騰挪自如。初步的動(dòng)力測(cè)試結(jié)果表明，這架“蟬飛機(jī)”具有極高的推重比（推力和飛機(jī)總重之比），約為美國先進(jìn)四代戰(zhàn)機(jī)F22的兩倍。據(jù)了解，這一成果是昆蟲動(dòng)力飛機(jī)理論與應(yīng)用上的全新探索。
這架蟬動(dòng)力飛機(jī)很是可愛：一只雌性蚱蟬成蟲的胸腹配有電極，后背除了綁上遙控接收裝置外，最顯眼的是一對(duì)透明的大三角翼，專門用以增加浮空能力，放在手中可覆蓋半掌。
沈海軍介紹說，昆蟲體積小、善飛行，科學(xué)家利用其身體作為飛行動(dòng)力部件研發(fā)微型飛行器的想法由來已久。此次課題組通過實(shí)驗(yàn)比較了多種昆蟲自身載重能力，最初發(fā)現(xiàn)蒼蠅的推重比最高，然而，由于蒼蠅體積太小，限制了飛行器配置更多部件，最終體積較大、飛行動(dòng)力同樣強(qiáng)勁的蚱蟬入選。蚱蟬又名熊蟬，因膀大腰圓，體格健壯而得名，廣泛分布于我國東部、南部及中西部地區(qū)。
遙控技術(shù)是昆蟲動(dòng)力飛機(jī)成功研制與推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。在對(duì)蚱蟬活體翼展、身長、殼下電阻率等特征構(gòu)造進(jìn)行大量測(cè)量分析后，研究人員發(fā)現(xiàn)，在脈沖電壓的作用下，刺激蚱蟬的左胸，它會(huì)右拐彎，并伴隨左翅膀的抖動(dòng)；刺激蚱蟬的右胸，就會(huì)左拐彎，右翅膀顫動(dòng)；刺激尾部時(shí)，蚱蟬加速前進(jìn)�；诖�，課題組利用三對(duì)電極分別刺激蚱蟬的左、右胸以及尾部，并通過紅外遙控器操縱它左拐彎、右拐彎以及啟動(dòng)和加速。
面對(duì)殘酷的生存法則，蒼蠅、黃蜂、蟬等昆蟲練就了高超的飛行技能，已成為自然界中的飛行高手。有人會(huì)問，給這些飛行高手身后拖一個(gè)飛機(jī)機(jī)體，是不是有些畫蛇添足？答案是否定的。昆蟲飛機(jī)的機(jī)體實(shí)際上是一個(gè)“搭載平臺(tái)”，可書寫并傳遞文字、情報(bào)，也可通過機(jī)體材料表面改性，吸附并散播微生物或信息素，這就好比馬匹后面的馬車一樣。
由于技術(shù)封鎖，美國等對(duì)昆蟲飛機(jī)的研究披著一層神秘面紗。在國內(nèi)，同濟(jì)大學(xué)對(duì)昆蟲動(dòng)力飛機(jī)技術(shù)的研究也尚屬首例。
沈海軍坦言，雖然已有階段性成果，但離實(shí)際應(yīng)用仍有很長的路要走�？刂圃O(shè)備輕量化、電源電量升級(jí)、精確飛行控制技術(shù)、遠(yuǎn)程定位與程序遙控、飛機(jī)機(jī)體設(shè)計(jì)等一系列的技術(shù)難題亟待解決。只有上述難關(guān)被一一攻克，昆蟲動(dòng)力飛機(jī)才能取得實(shí)質(zhì)上的推廣和應(yīng)用。
（記者 曹繼軍 顏維琦）
