瑞士洛桑:开发灵感来自啄木鸟头部的防撞无人机，实现更安全飞行

十大品牌 2025年09月23日 19:52 3 admin

信息来源：https://newatlas.com/drones/swift-woodpecker-inspired-tensegrity-drone/

在无人机技术不断进步的今天，确保其飞行安全和抗撞击能力已成为重要的研究方向。来自瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的一项新研究揭示了一种名为SWIFT（防震啄木鸟启发的飞行张力）的无人机。这款无人机的设计灵感来源于啄木鸟，能够在遭遇碰撞时有效吸收冲击能量，保护内部电子组件的安全。

啄木鸟的自然启示

啄木鸟以其卓越的撞击能力而闻名，它们每天用头撞击树木而无损伤。科学家们发现，啄木鸟的头部结构相当独特，能够消耗撞击时产生的能量。其头骨由坚硬的喙、灵活的舌骨以及一种海绵状的骨质结构组成，这种设计使得撞击能量得以转移，减轻了对大脑的伤害。

SWIFT 无人机，其机身非常像啄木鸟头骨EPFL

SWIFT无人机的研发团队试图将这一自然界的智慧应用到技术创新中。他们使用刚性碳纤维棒作为喙的替代品，弯曲的碳纤维条代替了舌骨，同时用弹性电缆替代了海绵骨。机身内的电子元件、电机和推力螺旋桨悬挂在“头骨”内的橡胶电缆上，且留有多达22厘米（约8.7英寸）的活动空间，以应对可能的冲击。

设计突破与技术细节

SWIFT无人机在设计上突破了传统无人机的局限。它的机头设计不仅模拟了啄木鸟的防撞结构，还引入了基于张力的防坠技术，这一技术延伸到机翼之中。研究人员开发了一种由12根弹性电缆和碳纤维杆组成的网络，以 replicate啄木鸟肩关节中的特性。这一设置不仅可以有效吸收冲击能量，还能保护机翼和内部电子组件。

啄木鸟头骨，舌骨从喙突出并缠绕在头骨后部Skye McDavid/CC 4.0

通过这种独特的设计，SWIFT无人机能够在高达70%的冲击力下继续安全飞行，而这一性能远超同类商用无人机。该设计旨在提升固定翼无人机的安全性，因为它们在设计上通常较难安装保护笼，且在撞击时会面临更大的损坏风险。

应用前景与行业影响

SWIFT 无人机的机头向上视图，长 980 毫米（38.6 英寸），翼展 1,500 毫米（59 英寸），重 710 克（1.6 磅）EPFL

随着无人机逐渐用于物流、农业监控和环境监测等多个领域，提升它们的安全性和抗撞击能力显得尤为关键。SWIFT无人机的设计一旦投入实际应用，将有潜力显著降低因撞击而造成的损失，提高无人机的操作效率。其基于自然启示的设计理念，有可能改变人们对无人机技术的理解和应用。

此外，这种以动物生物学为基础的设计思路，也为其他高科技领域提供了崭新的思路，展现了生物模仿技术的重要性。随着科学家的不断探索，未来或许会有更多灵感来自自然界的创新技术问世，从而改善我们日常生活中的各个方面。

SWIFT无人机的问世标志着无人机技术的一次重要飞跃。这一设计不仅基于对生物学的深刻理解，更展现了工程师们如何借助自然界的智慧来解决现代技术面临的挑战。随着技术的不断发展，这一创新设计将为未来无人机的发展提供新的方向，同时带来更安全、更高效的使用体验。

随着对生物超材料和自然启发设计理念的重视，科学界将继续探索如何从自然界汲取灵感，提升各类科技产品的性能与安全性。希望未来的无人机技术能够在SWIFT无人机的基础上不断演进，为设计师和工程师开辟新的可能性和应用前景。

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