当瓢虫起飞时，它的翅膀会在十分之一秒内弹开——比眨眼还快。一旦展开，翅膀就会保持张开状态，使其能够快速扇动，而不会有折叠或弯曲的风险。
韩国首尔国立大学软体机器人研究中心主任Kyu-Jin Cho表示，这些特性使这些色彩鲜艳的小甲虫成为飞行机器人极佳的灵感来源。他和他的同事们已经制造出使用一对翅膀飞行的机器人，这些翅膀可以像真正的瓢虫一样快速展开并锁定。
Cho说：“我们正在尝试模仿创造这些运动的基本原理。”他本周在《机器人科学》杂志上描述了他的工作。
他设计的翅膀在飞行中非常坚固，但一旦机器人着陆，就可以像折纸一样折叠起来。这些轻巧、紧凑的翅膀可以使这些机器人的未来版本成为搜救或侦察任务的理想选择。
瓢虫不是唯一不使用时将后翅紧密折叠的昆虫。“但与瓢虫的翅膀不同，它们不会那么快地张开，”Cho说。昆虫快速起飞的关键在于其翅膀中特制的翅脉，这些翅脉具有轻微的弯曲形状，允许它们在弯曲时储存弹性势能，然后在翅膀弹出时释放。弯曲的翅脉在飞行中也能使翅膀保持坚硬和稳定，这类似于卷尺在展开时保持笔直。
Cho说：“如果你折叠卷尺……然后松开它，它会很快张开。”“这基本上是相同的原理。”
他和他的同事们用人造塑料翅脉制作了13英寸的织物翅膀，并将它们安装在他们之前设计的用于跳跃或爬行的机器人昆虫上。翅脉可以在116毫秒内展开，并且可以承受自身重量的150倍而不会弯曲。
Cho说：“由于弯曲的形状，它在展开时会自动锁定，因此可以承受非常重的重量。”“如果它只是一个平面，它会立即弯曲，但因为它有这种弯曲的形状，所以它要强大得多。”
研究人员对其中一个遥控机器人进行了测试，命令它从屋顶跳下，在空中迅速张开翅膀，然后滑翔到地面。他们将另一个机器人从一栋建筑的二楼扔下；滑翔到地面后，这个机器人折叠了翅膀，并在地面上爬行。该团队还发现，这种设计可以适用于制造带有拍打翅膀的机器人。
这种受折纸启发的结构并非首创。其他研究人员也曾制造过类似的具有展开部件的设备，包括用于航天器的太阳能电池板。然而，这些之前的设备使用刚性板，无法非常快速地打开。通过创造展开时弯曲、折叠时平坦的机翼框架，Cho和他的团队打破了这种常规。
他说：“我认为我们是第一个能够真正储存能量，然后不需要额外组件就能自己快速展开的。”“结构本身被用作弹簧。”
这意味着瓢虫启发的翅膀可以整齐地折叠起来，使机器人更便携，更容易被人或无人机携带。一旦部署，这些机器人也比传统无人机更安静。
世界各地，研究人员正在制造各种各样模仿蝙蝠、昆虫或鸟类飞行的仿生机器人。
“应用方面不是非常新颖，但他们试图将折纸设计集成到这种仿生机器人中的方式很有趣，”东北大学的机器人学家Alireza Ramezani说，他正在研究一种名为Bat Bot的拍打翅膀机器人。“这很有希望，因为它有望让我们创造出更简单、更轻便、反应更灵敏的仿生机器人。”
然而，他表示，折纸机器人也有一些缺点。它们只能折叠成有限的形状，这限制了机器人可以执行的动作。
瓢虫机器人的一项特别优势是，它可以将翅膀折叠起来收好，使其在不飞行时能够跳跃或爬行，Cho说。他计划将未来一代的机器人升级为由人工智能控制，以便它们能够更自主地导航。
