为什么不能做扑翼式飞行器
“我们发明了飞机，而不是模仿鸟类做了扑翼式飞行器。 ”这句话一般用来劝退：告诉你这条路走不通。
http://pic4.zhimg.com/v2-4b344f86657f158a6ad2ba435b99a903_r.jpg
不过到底为什么不行？
我还真觉得这是个好问题。
不是抬杠。是真的认真去思考过的：扑翼式非常节能，信天翁可以连续飞15,000 km， 相当于休斯顿到澳大利亚西南。这是个好东西。不过为什么不做？
我的答案是：科技达不到，人造扑翼飞行器所需要的技术是另外一个层面上的天顶星科技。
下面是分析：
[*]驱动器科技达不到。 我们还没有人造肌肉或者是柔性驱动器 。wiki上说这是有破坏性的创新 : Due to their high flexibility, versatility and power-to-weight ratio compared with traditional rigid actuators, artificial muscles have the potential to be a highly disruptive emerging technology. Though currently in limited use, the technology may have wide future applications in industry, medicine, robotics and many other fields.。 也看到有人说这个是机器人科学的圣杯。 肌肉有很好的特性：分布式的驱动方式和供能方式，线粒体就像是分布式电池一样供电，所以瞬时的总功率非常大， 如果是目前单一供能的机器人架构很难达到这个电流，同样体积重量下， 你不需要变压器的线圈， 不需要大的能炸死人的电容去提供瞬时的供能。
http://pic2.zhimg.com/v2-5fee66f86ca680bb57a478cbbe04454d_b.jpg
张伟丽@UFC一拳打出500磅力量
[*]控制器：柔性驱动器的问题是控制起来很难， 因为控制的不是单一的马达，而是一群， 而且是很大一群。 比如笑一下需要控制26个肌肉群， 每个肌肉又是有很多纤维构成，控制不好就成面瘫。 比如我们站立和行走的肌肉群， 都需要单独控制但是又要有协同，否则就是帕金森。
http://pic1.zhimg.com/v2-da45157d7afd68db89931ce52585c078_r.jpg
打网球发球动作的受力分析
http://pic3.zhimg.com/v2-b192ee64e5e752428966eaf25a2e91f6_r.jpg
肌肉群
这个分布式的架构有非常好的鲁棒性，坏掉一两根完全没有关系，依然可用，今天我落枕了，不过我还是能够摇头对你说不的。
够快够强够灵活
http://pic3.zhimg.com/v2-a5a897a506f1910561a97ccdbf3e4d32_r.jpg
https://www.youtube.com/watch?v=ER15KmrB8h8
[*]传感器： 飞行的时候，并不是一个刚体，重心随时变化，简直就是飞行器设计的噩梦， 而且运动并不是在一个平面上的二维运动，是空间中的3维运动，如何能够保证不坠毁，你需要非常多的传感器。比如蝙蝠。
http://pic3.zhimg.com/v2-4e34545bcb4c48533afd14f1da3558f4.jpg
https://www.zhihu.com/video/1245912598920560640
http://pic1.zhimg.com/v2-2add4249c2266b02edaec1eb1e8d97d0_r.jpg
Bats Use Touch Receptors on Wings to Fly, Catch Prey, Study Finds 蝙蝠翅膀上密集的传感器
我们能够很好运动离不开超多的传感器。
http://pic3.zhimg.com/v2-b8a408266bab8e911db1a7b95c82133a_r.jpg
手指传感器密度https://pages.jh.edu/jhumag/495web/touch.html
http://pic2.zhimg.com/v2-601d8cf37c0be01c142f12a4655b0785_r.jpg
其他部分的密度http://web.as.uky.edu/Biology/faculty/cooper/bio350/Bio350%20Labs/WK13-temp%20Lab/skin%20map%20Human-partC-page%207.pdf
可以这样理解，你9千的Iphone里面只有一个MEMS重力感应器， 而你身上，每根毛发都是，还有皮肤上的压缩也能告诉你重力的方向。
更不用说眼睛里面的传感器单元，Rod用来感受运动的， 120000000个。 Cone感受边缘的7000000个。
http://pic4.zhimg.com/v2-fe028a9418500b2a46ddd9ed4258af3b_r.jpg
https://www.khanacademy.org/test-prep/mcat/processing-the-environment/sight/v/vision-summary
好玩的是你的耳朵，有很多组感应细胞，每组对特定的频率有响应。 而目前我们的量产设备麦克风都不是这种设置， 麦克风是一个单一的传感器，通过高频采样获取到时间的序列，然后通过FFT（快速傅里叶）转成 频域。这个体现了人类设计和造物主设计的非常不一样的地方。
http://pic3.zhimg.com/v2-2576a7a7b4fcf94818453240c3ed8752_r.jpg
https://www.khanacademy.org/test-prep/mcat/processing-the-environment/sound-audition/v/auditory-processing-video
[*]决策和控制理论： PID Controller一般用来控制驱动器，电脑出现前这个算“智能设备”，比如电饭锅的控温器。
http://pic1.zhimg.com/v2-79f977245d4cc54c97e738a469499a3c_r.jpg
这个用来控制一个 驱动器，最多几个驱动器还可以，但是对于上面说的那种集群驱动器就歇菜了。 PID其实就是一个小的Back Propagation的实现， 有另外一群人把这个BP玩出了另外一个境界，那就是深度学习社区。
http://pic4.zhimg.com/v2-7e18e0c887bb569c69b8a6322f317f3f_r.jpg
https://medium.com/@RaghavPrabhu/cnn-architectures-lenet-alexnet-vgg-googlenet-and-resnet-7c81c017b848
目前人类顶尖的机器人复杂环境下的挑战赛， DARPA Robotics Challenge 2015, 基本代表了目前水平
http://pic2.zhimg.com/v2-627eece19e1fa078c6c10dc6fdc19ec0.jpg
失败集锦
https://www.zhihu.com/video/1245879486174142464
链接
这个和波士顿动力拍片剪辑大法不一样-拍100次，剪一次出来发油管做广告不一样， 实拍的， 基本代表最高真实水平。
[*]计算能力：带宽和运算能力，这么多输入和输出。计算能力肯定少不了。不过好像目前的计算机 架构并不能很好支持这种计算。
[*]结构研究 ： 比如鸟翅膀上的羽毛，在各个地方都是不一样
对比下动物界非凡的控制系统
所以。
“我们发明了飞机，而不是模仿鸟类做了扑翼式飞行器。 “ ？？？？？
补充， 经评论指正，能离地的扑翼飞行器是2006年在UTIAS制造出来了 。我想在原文中添加一些定义可能更好地说明本文的初衷： 是像鸟、蝙蝠、苍蝇一样灵活的、节能的、空气动力学上更加节能的， 更加安静的扑翼飞行器 。
UTIAS飞行器就像其他任何模仿鸟儿飞行的扑翼飞行器一样， 是一个尝试，但是除了“扑翼”这个很形式很表象的行为的模仿之外， 没有任何深入的思考和对鸟类的观察， 而文章头上所说“我们发明了飞机，而不是模仿鸟类做了扑翼式飞行器。 ” 正是对这种形式化肤浅模仿的批判。
我们需要更加深入地去观察鸟类。 这里提供更加多的资料供大家参考。
[*]以鹦鹉飞行为例子，介绍了翅膀形态变化-张开收缩在飞行中的运用。在翅膀下压的时候张开提供上行动力，在上摆的时候收缩，通过翼尖的特殊化摆动，竟然也能在翅膀上摆的时候提供向上的推力。太惊艳了https://www.youtube.com/watch?v=4jKokxPRtck
http://pic2.zhimg.com/v2-491f48008e33c9773ea4b3ccace9ebd4.jpg
飞行中的柔性翅膀
https://www.zhihu.com/video/1250944199584419840
[*]蜂鸟飞行时，骨骼形态的控制https://www.youtube.com/watch?v=JyqY64ovjfY
http://pic4.zhimg.com/v2-5456f1701b66619eb3e251a4ac759674.jpg
https://www.zhihu.com/video/1250948637112360960
[*]蝙蝠的高超飞行技能-贴地飞行https://www.youtube.com/watch?v=iQ6rlmODL9Y
http://pic1.zhimg.com/v2-644e11acf4ac136c9989c5b9bf73f3f7.jpg
https://www.zhihu.com/video/1250954777070526464
[*]蝙蝠的高超飞行技能-原地180度转弯https://www.youtube.com/watch?v=OLhTrLh3CMU
http://pic3.zhimg.com/v2-5a8d299bc18015dfde136217d25d5a40.jpg
https://www.zhihu.com/video/1250955643202416640
[*]蝙蝠翅膀上的神经系统https://www.youtube.com/watch?v=DFkcUtpa9hI
http://pic3.zhimg.com/v2-715eb7ee5f557e3f57e064924f17b406.jpg
https://www.zhihu.com/video/1250954930556960768
[*]鸟的肌肉系统和骨骼关节的配合， 羽毛的外形的作用， 呼吸系统的特异化
http://pic1.zhimg.com/v2-5c5c6cd4fedd10c385e8a737acfa486a.jpg
https://www.zhihu.com/video/1250955445097287680
[*]TED-苍蝇怎么飞行，看点是空气动力学的电脑计算模拟。大脑只有100000神经元，却可以藐视任何人类飞行器的控制系统
http://pic2.zhimg.com/v2-aa1906c53d8c06517faf00266017e4f5.jpg
https://www.zhihu.com/video/1250955756708982784
[*]飞行的魔术https://www.youtube.com/watch?v=e_44G-kE8lE
http://pic3.zhimg.com/v2-15776df3069b64493596cebf56e93e38.jpg
https://www.zhihu.com/video/1250957556869885952
[*]超级精细的羽毛的结构， 结构精细到和可见光的波长一样，导致了光的衍射，产生了孔雀羽毛上的颜色（最多十个视频，接下来只能放链接了）
http://pic4.zhimg.com/v2-4e620c135100880ec1d258ccb5b38dfb_r.jpg
[*]和人类的手的结构的对比https://www.youtube.com/watch?v=ANH58bvQq14
http://pic4.zhimg.com/v2-ec3d4a54d19522a21a3f8a908f444b53_r.jpg
[*]人类尝试扑翼式飞行器的历史
总结下，主要还是要”可控制的“飞翼， 如这种
http://pic2.zhimg.com/v2-ef06ec89f5783e8fe47e050c83b56585_r.jpg
http://pic4.zhimg.com/v2-fa00e363b495eb89a9ee933f4fae148b_r.jpg
其他扑翼飞行器的尝试也这里补充下，这些都是在气动外形上和运动形式上类似自然界的飞行的。
Festo
Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences 的小昆虫 能做，目前至少做侦查机是可以的，但还没到实用运输那步，德国Festo已经有能连续飞的机器了，但终究还是没法和鸟比，因为控制上难以实现，高效节能的优势目前发挥不出来，这样跟现有的固定翼飞机没有显著优势，且目前很难达到固定翼喷气式飞机的速度，也许本来就达不到 费斯托那个嘛，你没发现都特别轻吗？还不是能的不足。 还有一个sensory和motor的整合问题，硬件做到后，软件还得能控制这样高度分布式的系统 UTIAS十几年前做出了载人的扑翼式飞行器 谢谢指正， 是个好例子。 赞， 的确这是一个很重要的关键点， 多传感器和多驱动器的整合。
[干杯] 根本问题：信天翁是扇着翅膀飞过15000km的吗？ 啊，全是生肉[捂脸]
那个上摆也能提供升力是怎么回事哇 跟滑翔机的原理差不多，但是翅膀还是得扇的