後來 搭配 所以 牠 是 拍撲 之外 呢 牠 還 會 夾 這 個 空氣 讓 這 個 空氣 產生 比較 多 的 這 個 推進力 因此 我們 的 這 個 拍撲機 呢 它 是 可以 做 直線 飛行 左轉 __UNDEF__ 右轉 以及 這 個 上升 或 下降 的 動作 是 一 個 可以 3D 飛行 全 空域 的 這 個 情形 而 在 第三 代 我們 更 縮小 到 30 公分 以內 最 長 可以 飛到 14 分鐘 從 功能 強大 的 蟲鳥 拍翼 飛行 到 人類 的 研究 如何 提昇 升力 的確 是 拍翼 飛行 主要 的 關鍵 那 鳥類 開始 一起 飛 牠 根本 沒有 速度 沒有 升力 __UNDEF__ 牠 怎麼 起來 飛機 可能 起飛 的 時候 要 跑到 將近 每 小時 200 公里 它 才 有 足夠 的 升力 讓 它 浮起來 飛機 轉 一 圈 __UNDEF__ 可能 要 轉 很 遠 很 大 一 圈 可是 動物 靠 著 身體 靠 著 翅膀 這些 配合 一 小 圈 就 轉過來 了 　 台大 的 楊鏡堂 教授 從 力學 與 流體 力學 的 角度 分析 翅膀 與 空氣 升力 的 關係 從 鳥類 __UNDEF__ 昆蟲 等 生物 的 拍翼 飛行 觀察 量測 以 此 開發 仿生 動力 機械 第一 個 階段 我們 先 去 看 鳥 看 牠 翅膀 怎麼 動 然後 我們 去 複製 牠 的 行為 第二 個 我們 把 牠 強項 萃取出來 然後 就 做 做 一 個 機器 擁有 那些 特質 不同 的 鳥類 有 不同 的 模式 我們 有 一些 機械 還是 光學 的 方法 __UNDEF__ 分析完 然後 現在 做出 機構 那 目前 只有 翅膀 而已 翅膀 的 實驗 我們 到 後來 可以 知道 說 牠 的 動作 怎麼 摺曲 怎麼 彎曲 升力 大概 是 多少 要 怎麼 動力量 比較 大 怎麼 動 比較 好 旋轉 　 在 飛行 的 生物 中 蜻蜓 與 果蠅 是 非常 知名 的 飛行 高手 蜻蜓 的 拍撲 牠 的 拍撲 的 這 個 角度 呢 可以 透過 牠們 的 協調 讓 這 個 蜻蜓 呢 牠 可以 飛上 飛下 飛 左 飛 右 非常 的 快速 的 移動 非常 高明 的 一 個 飛行 技巧 蜻蜓 比較 難 分析 跑來跑去 追 不 到 我們 早期 還 碰到 問題 是 怎麼 去 養 蜻蜓 抓過來 就 死掉 了 那 很多 學生 或是 教授 問 我 說 國際 上 都 在 做 果蠅 你 為什麼 不 做 果蠅 __UNDEF__ 一 秒鐘 拍 300多 下 我們 不 知道 什麼 機器 可以 這樣 做 那 個 拍 300多 下 是 馬上 就 壞掉 了 日常 生活 中 很 難 打到 的 蒼蠅 就 是 因為 牠 擁有 非常 強大 的 飛行 能力 蒼蠅 一 秒鐘 可以 振動 多少 次 一 秒鐘 幾百 下 那 個 振動 的 速度 這麼 厲害 牠 裡面 有 一 種 很 特別 的 材料 可以 讓 牠 一 個 脈衝過來 可以 振 很多 很多 次 我們 目前 的 研究 與 技術 離 這些 飛行 高手 還 很 遙遠 所以 我們 必須 從 同樣 是 昆蟲界 的 蝴蝶 開始 學 起 我們 仿效 的 目標 呢 應該 會 比較 像 蝴蝶 而 不 是 鳥類 拍 撲機 呢 在 這 個 發展 的 過程 裡面 它 的 這 個 飛行 的 模式 比 定翼機 多 很多 那 譬如 它 是 有 這 個 停懸 的 飛行 那 也 有 這 個 直線 飛行 或 盤旋 因此 它 的 這 個 發展 比 定翼機 還 困難 很多 目前 我們 的 拍撲機 它 的 這 個 仿效 的 目標 呢 還 沒辦法 達到 這 個 蜻蜓 或者 是 蜂鳥 這 個 其實 距離 還 很 遠 可能 距離 三 五十 年 都 有 可能 自然界 的 一 對 小小 翅膀 它 可以 同時 存在 這麼多 的 功能 它 的 奧秘 在 哪裡 呢 你 可以 看到 這 個 翅膀 它 有 好幾 個 非常 清楚 的 特徵 第一 個 特徵 是 什麼 它 基本 上 非常 斥 水 它 水 如果 沾濕 了 就 拍 不 起來 對 不 對 好 　 第二 個 它 可以 耐 很 大 的 很 大 的 拍撲 壓 因為 這 個 東西 你 只要 拿 一 張 紙 來 拍拍 看 就 知道 拍翼 飛行器 的 研究 由 一 開始 的 軍事 國防 也 移轉到 老人 看護 或 看 災 搜救 楊龍杰 老師 也 認為 微型 飛行器 在 搜救 上 有 極 大 的 發展 潛力 也 能夠 解決 我們 這 種 低速 小 範圍 像是 室 內 的 搜索 的 這些 比較 特殊 的 一 個 任務 需求 若是 面臨 火災 __UNDEF__ 地震 __UNDEF__ 核災 等 意外 時 很多 險峻 的 環境 救難 人員 不一定 能夠 深入 救災 現場 這時 就 能 進行 搜救 的 任務 也 能 透過 影像 畫面 傳遞 訊息 防災 __UNDEF__ 救災 的 這 個 偵測 方面 因為 它 體型 很 小 它 容易 攜帶 而且 成本 非常 低 那 很 適合 這 個 大量 生產 那 滿 適合 我們 這 種 資源 比較 少 的 這 個 國家 　 有 了 完美 的 鏡頭 還 不 夠 視覺 的 穩定性 也 是 我們 要 解決 的 課題 拍撲機 上面 裝 攝影機 來 獲得 影像 它 的 影像 是 晃動 得 很 厲害 __UNDEF__ 不 穩定 研究出來 也 發現 這 個 鳥類 它 的 眼睛 __UNDEF__ 它 在 拍動 的 時候 不管 是 屬於 停懸 拍動 或是 飛行 的 拍動 它 的 眼睛 的 座標 是 很 穩定 的 是 幾乎 不 動 二次大戰 末期 的 時候 在 蘇俄 有 一 個 飛行員 飛 得 很 快 突然 飛機 解體 了 大家 就 不了 解 為什麼 這 個 飛機 突然 會 解體 原來 這 飛機 在 飛 的 時候 飛機 的 翅膀 會 振動 它 振動到 一 個 頻率 了 剛好 這 個 頻率 是 那 個 材料 那 個 金屬 材料 破壞 的 頻率 這 一 重疊 的話 那 個 材料 受不了 就 解體 了 飛行 生物 在 飛行 時 都 有 它 獨特 的 避震 方法 若 把 蜻蜓 翅膀 沿著 翼展 方向 分成 很多 段 多數 翅段 的 重心 位置 會 落在 翅膀 轉軸 的 後方 使 滑行 中 的 翅膀 產生 振動 蜻蜓 牠 的 翅膀 的 前緣 的 末端 會 有 顏色 比較 深 的 這 個 部分 叫做 翅痣 翅痣 它 是 顏色 比較 深 但是 那 個 部分 它 的 那 個 面積 它 的 質量 也 比較 大 在 蜻蜓 滑行 的 時候 一 個 比較 重 的 重物 放 在 翅膀 轉軸 的 前端 有助於 減少 翅膀 在 滑行 的 時候 的 振動 現在 飛機 翅膀 裡面 都 放 了 重量 在 裡面 就 是 把 這 兩 個 就 是 你 可能 遇到 的 這 種 振動 的 情況 的 頻率 不會 跟 材料 的 頻率 剛好 重疊 電風扇 當 它 轉到 一定 的 速度 的 時候 三 片 扇葉 或者 四 片 扇葉 就 變糊 了 以 這 個 昆蟲 來 講 的話 每 秒鐘 如果 轉 了 一百 次 牠 還可以 看到 四 個 扇葉 也就是說 它 的 感覺 系統 跟 運動 系統 在 很多 方面 都 比 我們 現在 人類 可以 造出 的 東西 要 高明 很多 昆蟲 或 鳥類 家族 擁有 靈巧 優異 的 飛行 能力 都 是 歷經 幾億 年 演化 後 的 完美 展現 遠遠 超乎 人類 所 想像 就 載具 而言 那 第一 個 就是說 讓 它 飛起來 很 穩定 這 不 太 容易 生物 很 容易 但是 生物 有 肌肉 牠 的 羽毛 都 可以 調整 機器 沒辦法 做到 那麼 好 我們 仔細 觀察 生物 其實 牠 的 翅膀 跟 牠 的 身體 都 有 很 好 的 配合 我們 說 打網球 大家 看到 拍子 在 打 其實 一 拍 打出去 你 的 腰 __UNDEF__ 你 的 身體 你 的 腳 全部 都 用上去 了 那 只 是 一般人 不 知道 就 只 看到 手 在 動 其實 全 身 都 在 動 為什麼 過去 的 工程 沒有 辦法 使用 拍翼機 OK 這 裡面 涉及到 的 問題 其實 非常 簡單 你 知道 嗎 我們 生物 身體 裡面 許多 的 組織 是 不斷 地 在 更新 的 你 要 用 金屬 來 製造 一 個 拍翼 它 由於 不斷 地 __UNDEF__ 反覆 地 拍動 它 會 產生 各式各樣 的 問題 磨損 __UNDEF__ 金屬 疲勞 放眼 國內外 微型 飛行器 共通 的 挑戰 是 如何 將 生物 上 的 發現 轉化為 實際 可行 的 輕量化 設計 雖然 如此 研究 者 們 依然 懷抱 高度 熱情 迎向 微型 飛行器 的 種種 挑戰 我們 不可能 做出 一 隻 鳥 真的 鳥 是 不可能 的 事情 我們 不可能 做出 一 隻 真的 蜻蜓 很多 是 不可能 的 事情 但是 牠 有 很多 東西 是 我們 可以 學 的 其實 很多 時候 回過來 想 工程 其實 工程 上面 很多 東西 都 是 死 的 都 是 我們 用人 的 想法 去 解決 一 個 問題 我們 現在 正在 處理 這樣 的 問題 就 是 向 這些 拍 撲翼 的 昆蟲 的 這 個 翅膀 來 學習 飛翔 原本 就 不 屬於 人類 如今 聰明 的 人類 已經 有 了 定翼 的 飛機 還 有 旋翼 的 直昇機 滿足 了 翱翔 天空 的 夢想 然而 動物 拍翼 飛行 的 高效率 __UNDEF__ 低噪音 __UNDEF__ 低 汙染 等 優異性 還是 有 許多 瓶頸 有待 我們 突破 看來 人類 更 完美 的 飛行 夢想 還 在 遠方 等 著 我們 除了 生物 的 飛行 的 美 夢 還 有 更多 生物 運動 的 方式 也 啟發 我們 科技 的 發展 世界 上 動物 常見 的 運動 方式 有 跳躍 行走 爬行 游泳 或 飛行 而 大部分 陸地 上 的 哺乳類 動物 都 是 四 隻 腳 牠 主要 是 靠 著 肌肉 與 肌腱 來 行進 台大 機械 工程 學系 的 林沛群 教授 雖然 是 理工 背景 但 專精 於 生物 運動 與 機器 腳 的 研發 生物 在 運動 的 時候 是 配合 牠 所有 的 肌肉 跟 肌腱 跟 所有 的 一些 彈性 組織 把 整 隻 腳 當成 是 一 個 彈簧 來 使用 動物 在 動 的 時候 有 動能 那 動能 在 動 的 時候 牠 會 進行 動能 跟 位能 的 轉換 因為 彈簧 是 可以 儲存 位能 的 在 跑 的 時候 是 能量 是 沒有 被 消耗掉 的 只是 你 腳 在 彎 譬如說 你 在 彎彎 彎動 的 時候 能量 存到 腳 裡面 你 在 起步 到 下 一 步 的 時候 能量 又 被 釋放 這 也 是 為什麼 生物 運動 是 一 個 很 省能 的 方式 那 這 也 是 為什麼 動物 的 跑 耗 的 能量 都 比 走路 要 小 不同 類群 的 動物 有 不同 的 足數 並 各自 演化出 獨特 的 型態 與 構造 以 適應 生存 大自然 千奇萬變 的 環境 昆蟲 的 大腦 沒有 那麼 聰明 那 三 隻 腳 三 隻 腳 走 是 一 個 很 穩定 的 走法 一 次 三 支 腳 撐開來 重心 在 中間 就 不會 倒 四 足類 的話 就 比較 先進 所以 四 足 的 運動 上面 就 要 考慮 平衡 的 問題