歐陽盛菊／國立清華大學工業工程與工程管理研究所碩士
歐陽盛芝／國立臺灣博物館
賴婉婷／國立臺灣博物館研究組
瑞士與義大利科學家模仿吸血蝠（Desmodus rotundus）除了飛行、還能在地面行走的特性，開發可展開式空陸兩用探測機器蝙蝠DALER（Deployable Air-Land Exploration Robot），翼展72公分、重393公克，機翼可摺疊部分長度分別是6、11、17公分，最小收縮區段到6公分，對應至翼展減少30%，機翼摺疊縮小後至翼身寬度僅50公分，步行的最大步蝠為6公分，可穿越9公分縫隙，行走在木質地板上的最大向上坡度為9度，最大旋轉角度每秒24度，15秒可完成360度完整旋轉；在空中的巡航速度為每秒12公尺，可飛20分鐘，最大俯仰和滾轉角度分別為每秒120度和180度。
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| 吸血蝠啟發設計空陸兩用探測機器蝙蝠DALER（繪製者：黃正文）。 |
DALER將可攜帶攝影鏡頭和偵測設備，走到障礙物底下，快速行進空中看不見的特定區域，擴展地面覆蓋範圍，搜索受困在塌陷建築物中的受害者，或進行危險環境監測、繪製地圖等任務，研究成果由洛桑聯邦理工學院（École polytechnique fédérale de Lausanne）佛洛里阿諾（Dario
Floreano）教授與比薩聖安娜高等大學（Scuola Superiore SantõAnna）合組的跨國研究團隊於2015年1月發表在《生物靈感與仿生學》（Bioinspiration & Biomimetics）期刊。
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| 吸血蝠（Desmodus rotundus）為能走擅飛的吸血蝙蝠（圖片來源：歐陽盛芝）。 |
吸血蝠是小型夜行性蝙蝠，平均體長約9公分，翼展約32-35公分，體重約25-40公克，屬於葉口蝠科（Phyllostomidae）。只吸食血液，尤其偏好牛、馬等哺乳動物，也會吸食鳥血，找到獵物時會利用鼻子的紅外線熱敏感器找到血管，以特化成刀狀的上犬齒切開獵物皮膚，用舌頭舔吸血液，每晚吸血量能超過體重的一半，一隻吸血蝠一生中可吸食約100公升的血液，分布於中南美洲的熱帶和亞熱帶地區，具有良好的視覺、嗅覺、和聽覺，飛行能力很強，會張開嘴巴發出超音波進行回聲定位，可辨識距離50公分、寬度1公分金屬條，並能以特殊步態在地面迅速行走、跑步、和跳躍。
研究團隊受到吸血蝠的啟發，曾於2013年設計能以機翼當成腿在地面運動的無人機，飛行時鎖定機翼位置，控制飛行方向和高度，一旦降落地面，機翼解鎖，翼尖開始如輪軸般繞著機身旋轉，帶動機身在地面緩慢爬行，這種兩用構造稱為輪腿或翼腿（wheel-legs or wing-legs，簡稱Whegs），不必額外增加重量，就讓機器人增加爬越地面障礙物的運動功能。
新款機器蝙蝠DALER充分運用適應形態學，在空中可展開機翼飛翔，降落時旋轉翼尖變為姿態控制系統，使其在不犧牲重量或結構效率下，增加地面運動功能，設計優點在於可摺疊的骨架讓機翼能快速展開和收攏，翼端能在飛行期間控制機器蝙蝠的俯仰和搖擺，摺疊的機翼增加翼端的抓地力，並當作搖臂產生動力，增強地面的運動效率和靈活度，還可收縮機翼擠壓到原本無法到達的地方。在空中的飛行速度為每秒6-20公尺，降落後能自行調整位置，再順利重新起飛，大幅提升小型無人機起降後的「存活率」；著陸時會展開機翼並像輪翼一樣旋轉，做出行走的動作，在平坦木質地板的最大前進度速度為每秒7公分，可持續約60分鐘，在崎嶇的地形則可行走約30分鐘，明顯提升著陸後對不同地形的適應能力。
DALER由兩個獨立的驅動系統分別控制飛行和地面運動，機體重量採最小化設計，提供有效飛行的足夠剛度，骨架具中心框架和以碳纖維桿連接的多根肋條，表面包覆不可延伸、耐磨損的Icarex超薄防水聚酯布（polyester fabric）作為機殼；電纜連接彈簧負責機翼摺疊，機翼展開時拉動彈簧和拉緊Icarex表布避免顫動，可提升飛行效率，彈簧還可吸收能量減輕撞機造成的損壞，以每秒8.4公尺的碰撞速度測試，每個彈簧可吸收的最大能量為12.5焦耳（J=1Nm，施加1牛頓力經過1公尺距離所需的能量），只要1-2秒內即可使機翼變形。研究團隊未來將研發懸停飛行、垂直飛行、和自動起降等功能，優化依任務需求調整不同翼展和翼長等幾何參數的機型，以延長運作時間或增加自動充電等功能。
（以上新聞編譯自2015年1月19日發行之Bioinspiration & Biomimetics期刊）
（本文由科技部補助「向大自然借鏡：生物行為的科學解密」執行團隊撰稿）
責任編輯：歐陽盛芝／國立臺灣博物館
審校：歐陽盛芝／國立臺灣博物館
日期：2017/07/25
本單元學術名稱：生物醫農＞動物學
標籤：仿生蝙蝠（三）：能走擅飛的機器蝙蝠DALER
資料來源：
Daler, L., S. Mintchev,
C. Stefanini, and D. Floreano. 2015. A bioinspired multi-modal flying and
walking robot. Bioinspiration & Biomimetics, 10(2015) : 016005-1-14.
延伸學習：
E8%9D%99%E8%9D%A0（瀏覽日期：2017/06/27）。
Ackerman,
E. 2015. Flying, walking vampire bat robot is back. IEEE Spectrum / Automaton
/ Robotics / Robot Sensors & Actuators, January 22, 2015.
_bat (Visit date: 2017/06/27).
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