研究人员创造了类似蝙蝠的柔性翼，这增强了升力和飞行效率。这一进展可能为改进无人机或新的能量收集设备铺平道路。
早在1934年，法国昆虫专家安托万·马尼昂声称，蜜蜂“应该无法飞行”，因为它们微小的翅膀可能无法产生足够的升力。然而，现代高速摄像机揭示了飞行昆虫的秘密：前缘涡旋。这种现象发生在空气流经拍打翅膀的前方并形成涡旋，创造出一个低压区域，从而增强升力。
相比之下，蝙蝠——拥有柔性膜翅——能够像昆虫一样甚至更好地飞行。已知一些蝙蝠物种相较于同大小的蛾类，能减少多达40%的能量消耗。洛桑联邦理工学院工程学院非稳态流动诊断实验室的研究人员通过使用一种基于硅的材料制成的弹性膜的测试平台，研究了更柔性翅膀的气动能力。他们的研究表明，空气不是形成涡旋，而是平滑地流过曲翅，从而导致比同尺寸的刚性翅膀更高的升力和更大的效率。
“我们的关键发现是，增强的升力并不是来自于前缘涡旋，而是来自于气流无缝地沿着膜翼的光滑曲线流动，”前EPFL学生亚历山大·格赫克解释道，如今在布朗大学进行研究。“翅膀的曲线需要精确到位；如果它太柔软，性能就会下降。”
格赫克是《美国国家科学院院刊》一项详述该研究的论文的主要作者。
无人机和能量收集设计的见解
研究人员将柔性膜附着在一个带有旋转边缘的坚固框架上。为了可视化翅膀周围的气流，他们将其设置浸入混有聚苯乙烯追踪粒子的水中。
“我们的测试使我们能够间接地修改翅膀前后角度，使我们能够看到它们如何与气流对齐，”非稳态流动诊断实验室主任卡伦·穆伦尔斯表示。“由于膜的变形，气流自然沿着翅膀的曲度流动，没有形成涡旋，从而增加了升力。”
格赫克指出，他们的发现对生物学家和工程师都具有重要价值。
“我们了解到，蝙蝠可以悬停，且它们的膜翼是柔性的。研究这种翅膀变形如何影响它们的悬停能力至关重要，但对活体动物进行实验存在挑战。通过简化的仿生实验，我们可以探索自然飞行者，学习如何创造更高效的飞行器。”
他补充道，随着无人机尺寸的缩小，它们相较于更大的飞机更容易受到小的气动扰动和不可预测的阵风的影响。标准四旋翼无人机在较小的规模上难以有效运作。一个潜在的解决方案可能是模仿动物的拍打运动，开发出能够更有效悬停和承载负载的增强无人机。
该团队的发现也可能促使现有能源技术的改进，例如风力涡轮机，或开发新的系统，如利用海洋潮流被动收集能量的潮汐收集器。传感器和控制技术的进步以及人工智能的应用，可能允许对柔性膜翼进行精确操控，适应变化的天气条件和飞行要求。
