# 科学家造出世界上最小的飞行器，比一粒沙子还小

- 作者：张成晨
- 发布时间：2021-09-28 23:02
- 分类：产品
- 原文：https://www.ifanr.com/1444147

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散播种子是树木维持生存的方式，常常由鸟类和风力辅助。鸟类吃掉种子并运输和排泄它们，新的树木在随机的落脚处生长起来；风力则使种子们齐齐掉落，它们最终在彼此的附近继续生命历程。

而枫树种子与众不同。它们像螺旋桨一样旋转，比不旋转的种子产生更多的升力，从而减缓下降速度、延长飞行时间，能在更广阔的土地和更远的距离繁殖物种。

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▲ 枫树种子. 图片来自：ask nature



还有许多植物种子拥有这样的空气动力学。受此启发，美国西北大学的一个[工程师团队](https://futurism.com/scientists-tiniest-gliders)制造出了带有三个翅膀的微型飞行器，它由两部分组成——电子功能部件及其机翼，没有马达或引擎，只能顺风飞行。

当微型飞行器在空中落下时，它的机翼与空气相互作用，产生缓慢且稳定的旋转运动。微型飞行器整体只有一粒沙子那么大，所以被称为「有史以来最小的人造飞行结构」。

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▲ 微型飞行器在普通蚂蚁旁. 图片来自：Northwestern University



这些微小飞行器的出现，意味着小型电子系统实现了有翼飞行。飞行器将从飞机或高层建筑被弹出，从而进行污染监测、人口监测或疾病跟踪。它们在尽可能长的时间内与风相互作用，在下降过程中收集到更多环境数据。

而对于弹射过程，西北大学团队受到了立体书的启发。立体书被称为 Pop-Up Book，pop-up 是弹出式的意思，它跳出了平面书的限制范围，创造了三维立体的空间。

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▲ 《爱丽丝梦游仙境》立体书. 图片来自：有调



现有的半导体器件都是在平面布局中构建的，所以西北大学团队制作类似芯片的设计，然后按照立体书的原理，在飞行器弹出时将它们转换为 3D 飞行形状。

当飞行器们在空气中散落成群，就可以形成一个庞大的无线网络，而不像笨重的监测设备只能「偏居一隅」。西北大学团队设想，它们可以跟踪不同高度的空气污染水平。

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▲ 配备天线和传感器的微型飞行器（特写）. 图片来自：Northwestern University



尽管飞行器的尺寸很小，工程师们设法将传感器、电源、天线以及数据存储器都嵌入其中，数据可以无线传输到智能手机和计算机。在一次测试中，西北大学团队还使用了监测水质的 pH 传感器和测量不同波长的光电探测器。

但回收大量微型飞行器是很困难的。为避免这个问题，西北大学团队正在研究「生物可吸收」（bioresorbable）的飞行器，使其可以自然无害地溶于水中。

该研究发表在 9 月 23 日的 Nature 杂志封面上，西北大学团队负责人在[官方声明](https://scitechdaily.com/winged-microchip-is-smallest-ever-human-made-flying-structure-the-size-of-a-grain-of-sand/)中说道：

> 在数十亿年的过程中，大自然设计了具有复杂空气动力学特性的种子，我们借用了这些设计理念，对其进行了改编。但我们所建造的结构，有比植物种子更稳定的轨迹和更慢的终端速度，尺寸也比自然界小得多。这很重要，因为设备小型化代表了电子行业的主要发展轨迹。

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