斯科尔科沃理工学院与莫斯科国立大学的科学家们取得一项重要发现：部分微小昆虫拥有独特的羽毛状翅膀，其由彼此略微分开的鬃毛组成，相较于传统一体式膜状翅膀更轻。这一发现对微型昆虫意义重大，因其受空气阻力影响大，需通过类似划船桨的运动克服阻力。相关研究发表于《美国国家科学院院刊》，并荣登当期封面。

目前，模仿昆虫特征的小型无人机尚处实验室阶段，但随着技术发展，有望在需要紧凑尺寸、隐蔽或隐身性能的场景中助力信息收集。未来，受昆虫启发的无人机集群或可用于搜救、狭小空间基础设施监控、野生动物观察及情报收集等领域。

当前最小的可控无人机包括宾夕法尼亚大学的Piccolissimo(尺寸2.5厘米、重2.5克)、哈佛大学2012年推出的RoboBee(尺寸3厘米)，以及中国国防科技大学近期推出的1.5厘米、重0.3克的蚊式无人机，后两者依靠机翼飞行。值得注意的是，螺旋桨飞行噪音大且碰撞易损坏。

除电池尺寸挑战外，飞行力学本身也是阻碍无人机进一步小型化的因素。以微型昆虫为例，在极小尺度下，粘性空气摩擦力与惯性力相当，使其飞行困难，其翅膀排列方式也出人意料。

研究主要作者、斯科尔科沃理工学院材料科学系助理教授德米特里·科洛缅斯基表示，一毫米是昆虫体型分界线，体型较大昆虫有膜状翅膀，较小昆虫则有由独立刚毛构成的间隔翅膀，原因尚不明确。不过，微型昆虫使用羽毛状翅膀并非纯理论问题，自然选择的方式值得借鉴用于无人机设计。

斯科尔科沃科技学院和密歇根州立大学研究团队收集十几种不同大小甲虫相关物种数据，分析其翅膀结构，证实羽毛状翅膀的存在可用机械因素解释。这种结构能最大限度减轻机翼重量，对微型昆虫很有效。机翼上鬃毛的长度和直径为防过度弯曲而设计，鬃毛间距约为直径的10倍，既能防止气流穿过机翼，又能避免机翼过重。莫斯科国立大学高级研究员、研究共同作者彼得·彼得罗夫对此作出解释。

研究人员称，工程师正努力解决电池尺寸等技术难题，仿生刚毛翼结构有望应用于超薄管道流体泵送和微小颗粒过滤。此外，某些先进材料理论上可使刚毛翼结构在更大尺度上实现。

更多信息： Dmitry Kolomenskiy 等人，《微昆虫刚毛翅膀的尺度和机械最优性》，《美国国家科学院院刊》(2025)。