当鸟类或蝙蝠起飞时，其背后发生的远不止是简单的拍打动作。这也是为什么人类花了如此漫长的时间才能够像它们一样 飞行（你可以 在此阅读更多相关内容）。其物理运动极其复杂，在向上和向下拍打时，肩膀会有一个轻微的弯曲。然后还有一些细微的调整，这些微小的调整有助于动物俯冲、急转弯和迅速着陆。
蝙蝠对此有着独特的装备，它们能够以极高的精度进行俯冲和盘旋，以避开障碍物，寻找花蜜和水果，以及捕捉那些飞行不规则的小型猎物。它们之所以能做到这一点，归功于它们的膜状翅膀，这些翅膀是由像皮革一样的皮肤拉伸在它们的手、前臂和肩膀之间构成的。膜状翅膀像滑翔机一样捕捉空气——微小的调整就能带来飞行中的巨大变化。从进化角度来看，这很好，因为它消耗的能量更少。但控制这样的翅膀也可能很困难；如果不小心，你可能会坠毁。
蝙蝠的翅膀膜中嵌入了一系列独特的、较弱的肌肉，称为 *plagiopatagiales proprii*。科学家们对此已经研究了一个世纪，但没有人解释过它们的作用。
Jorn Cheney，布朗大学的一名研究生，也是一篇关于这些肌肉的新论文的主要作者，想要找出答案。他认为它们可能要么是重要的激活器——协同工作以改变蝙蝠翅膀的形状并施加力量——要么是被动传感器，让蝙蝠感知翅膀的拉伸程度，从而能够安全地调整飞行模式。
他使用一层薄薄的液体乳胶将微小的细电极附着在三只雄性牙买加果蝠的翅膀上。当它们从麻醉中醒来后，它们在风洞中飞行，Cheney 以每秒 500 帧的速度拍摄它们。以下是一个示例。
事实证明，PP 肌肉对于受控的蝙蝠飞行至关重要。在蝙蝠向下拍打时，它们会收紧，在向上拍打时则放松，同步作用以使蝙蝠的翅膀变硬。它们甚至可以根据蝙蝠的速度调整其收缩和放松，就像换挡一样。当蝙蝠高速飞行时，它们的肌肉会在向下拍打周期中更早地收紧。这一切都允许蝙蝠对其飞行进行精细调整，并且能够非常快速地进行。
“由于蝙蝠的翅膀中有这些肌肉，并且它们还有可以控制整体形状的骨骼，所以它们可以采用任意数量的剖面，”Cheney 说。
这对生物学来说是一个有趣的发现，但它也对人类设计的扑翼飞行器具有启示意义。
在布朗大学的另一个实验室里，工程师们正在研究受蝙蝠启发的机器人。研究生 Joseph Bahlman 基于小犬果蝠制作了一个 3D 打印的仿生蝙蝠翼，并在去年进行了测试。这个翅膀包含一个拉伸在塑料打印“骨骼”上的弹性膜。现在，团队正在调整其设计，以考虑这些特殊肌肉的作用。
“这是我们现在可以调整的又一个旋钮，”工程学教授 Kenneth Breuer 说，他撰写了与微型肌肉研究配套的一篇论文。“能够利用这些膜状翅膀，并能够按照我们推测蝙蝠使用这些肌肉的方式来控制其特性，这为仿生系统提供了巨大的机会。”
这些论文发表在《仿生学与仿生设计》杂志上。
(鸣谢：David Orenstein 和 布朗大学生命科学)
