美国新泽西州罗格斯大学的工程师们近日研发出一种新型无人机，其机翼模仿鸟类飞行，无需传统马达、齿轮或机械连接即可实现拍打和扭转动作。这项研究成果已发表在《航空航天科学与技术》期刊上，标志着固态扑翼飞行器技术的进步。

该无人机利用压电效应驱动，即特殊材料在电压作用下改变形状。机械与航空航天工程系副教授Onur Bilgen指出：“我们向压电材料施加电流，它们直接驱动表面移动，无需额外的关节、连杆或马达。机翼由压电材料和碳纤维复合而成，施加电压时整体弯曲变形。”

被称为宏观纤维复合材料（MFCs）的薄条被粘合在柔性机翼上，电流通过时，机翼能拍打、扭转和变形。由于无齿轮或关节，这种固态扑翼飞行器适合搜救、环境监测及复杂环境检查等任务。

研究团队还开发了计算模型，整合机翼运动、空气动力学和电动力学等关键物理过程，允许在制造原型前虚拟测试和优化设计。Bilgen补充：“我们科学证明了这种扑翼飞行器的可行性，可展示未实现设计的潜力。”

目前主要限制在于压电材料性能不足，但数学模型支持未来改进。在小尺度应用中，扑翼设计比旋转螺旋桨更安全，减少与环境接触时的破坏。研究人员表示，该方法还可应用于可再生能源领域，如优化涡轮叶片形状以提高效率。