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說起脊椎動(dòng)物里的懸停高手，大家可能最先想到蜂鳥。它們可以將長(zhǎng)長(zhǎng)的喙扎進(jìn)花里，撲棱著翅膀保持身體在半空中紋絲不動(dòng)，擺出一副定心凝神吃到飽的姿態(tài)。

慢鏡頭下吸食花蜜的蜂鳥慢鏡頭下吸食花蜜的蜂鳥

其實(shí)，除了蜂鳥，脊椎動(dòng)物里還有另外一群鮮為人知的懸停高手——食蜜蝙蝠。不同于大多數(shù)人心中“吸血鬼”或“捕蟲高手”的印象，這類蝙蝠更偏愛甜甜的花蜜。它們會(huì)飛到花朵前，把臉埋進(jìn)花里，快速地伸縮舌頭舔食花蜜。食蜜蝙蝠和蜂鳥一樣，飲蜜時(shí)能通過扇動(dòng)翅膀，使身體懸停在花朵旁不動(dòng)。

懸停在空中的食蜜蝙蝠懸停在空中的食蜜蝙蝠

一邊是蜂鳥輕盈的羽翼，另一邊是蝙蝠薄薄的皮膜。這兩種質(zhì)感和結(jié)構(gòu)完全不同的翅膀，居然能實(shí)現(xiàn)相似的懸停效果。那么，它們的發(fā)力機(jī)制是否相同？哪種翅膀的懸停效果更好、更省能量呢？

懸停高手，各顯神通

為了探討這些問題，來自斯坦福大學(xué)的博士生里弗斯·英格索爾等人來到了哥斯達(dá)黎加。這片屬于新熱帶界的土地上，生活著不同種類的蜂鳥和食蜜蝙蝠。研究者們使用高分辨率空氣動(dòng)力學(xué)測(cè)力臺(tái)（裝有3D高速攝像裝備），對(duì)蜂鳥和蝙蝠的懸停行為進(jìn)行了分析。

研究者們發(fā)現(xiàn)，蜂鳥振翅的上下、前后幅度十分對(duì)稱，整個(gè)振翅周期，翅膀扭轉(zhuǎn)角度和伸縮幅度也較小，優(yōu)雅輕松地完成了懸停過程。受力分析圖顯示，蜂鳥翅膀運(yùn)動(dòng)時(shí)平均傾斜7°，比較接近水平面，因此獲得的凈升力幾乎垂直于水平面，可以有效地抵消自身重力。

分析蜂鳥振翅時(shí)所產(chǎn)生的力分析蜂鳥振翅時(shí)所產(chǎn)生的力

蜂鳥振翅時(shí)所產(chǎn)生的力（放慢100倍）蜂鳥振翅時(shí)所產(chǎn)生的力（放慢100倍）

研究者們又給蜂鳥出了點(diǎn)難題：他們改變了花朵的角度。靈動(dòng)的蜂鳥依然能通過調(diào)整身體和頭部姿態(tài)，保持翅膀和水平面的夾角基本不變（因此獲得的凈升力也基本不減），輕松應(yīng)對(duì)不同角度開放的花朵。

蜂鳥通過調(diào)整姿態(tài)，輕松應(yīng)對(duì)不同角度開放的花朵蜂鳥通過調(diào)整姿態(tài)，輕松應(yīng)對(duì)不同角度開放的花朵

而食蜜蝙蝠的動(dòng)作顯然要夸張?jiān)S多。由于在抬升翅膀時(shí)，來自空氣的阻力向下，抬翅獲得的升力較少。蝙蝠便減短了抬翅時(shí)間，整個(gè)振翅周期也不對(duì)稱（有種猛烈抬起又慢慢放下的感覺）。

分析食蜜蝙蝠振翅時(shí)所產(chǎn)生的力分析食蜜蝙蝠振翅時(shí)所產(chǎn)生的力

蝙蝠振翅時(shí)所產(chǎn)生的力（放慢100倍）蝙蝠振翅時(shí)所產(chǎn)生的力（放慢100倍）

由于拍打翅膀幅度特別大，蝙蝠受到的空氣阻力也變大了。聰明的蝙蝠用了兩種方法來應(yīng)對(duì)這個(gè)問題：

1。 減少阻力。蝙蝠在抬翅時(shí)，猛地將翅膀收縮35%（如下圖D），減少“扇風(fēng)”面積，有效降低了向下的阻力。

2。 利用阻力。蝙蝠懸停時(shí)，扇翅角度比蜂鳥大得多。因此翅膀在下落期間，受到斜向上的阻力，其中一部分阻力能用來抵消重力，頗有“借力打力”的意味。

其中藍(lán)線為蜂鳥，紅線為蝙蝠其中藍(lán)線為蜂鳥，紅線為蝙蝠

如此看來，在“尋蜜”道路上，蜂鳥和食蜜蝙蝠選擇了完全不同的進(jìn)化策略。蜂鳥肢體演化出了專門的功能：前肢（翅膀）用來飛翔，后肢（爪子）用來?xiàng)ⅰ６鹎爸秃笾瑫r(shí)用來撐開翼膜，這可能是它在抬翅時(shí)，獲得升力較小的原因。于是它們演化出了更大的翅膀“扇出”更多升力，來減少振翅次數(shù)和能量損耗。

總之，蜂鳥在本輪對(duì)決中更勝一籌?？蓱z食蜜蝙蝠這么努力，懸停效率還是沒有趕上蜂鳥。

仿生飛行器

人們?cè)缇妥⒁獾搅朔澍B和蝙蝠的飛行方式，這啟發(fā)了迷你仿生飛行器的制作。

2011年，美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局投資AeroVironment公司，研發(fā)出了納米蜂鳥：

AeroVironment公司研發(fā)的納米蜂鳥AeroVironment公司研發(fā)的納米蜂鳥

這款納米蜂鳥翼展160毫米，重量還比不上一節(jié)5號(hào)電池。它能被遠(yuǎn)程遙控，并配有偵查攝像機(jī)，飛行和懸停能力都十分出色。它小巧的身形可以在狹窄空間中穿行，完成搜索救援、環(huán)境監(jiān)測(cè)等工作。

仿生蝙蝠微型飛行器也很有特色。2017年，伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校協(xié)作科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室，研制仿生蝙蝠飛行器：骨架為輕巧的合金材質(zhì)；機(jī)翼采用硅基薄膜，與傳統(tǒng)覆蓋織物相比，硅基薄膜具有更好的折疊、拉伸性能，模擬了蝙蝠翅膀皮膜的特性，可以適應(yīng)不同風(fēng)力環(huán)境。比起龐大、吵鬧的重型無人機(jī)，這款仿生蝙蝠飛行器在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，對(duì)人們影響會(huì)小很多。

仿生蝙蝠微型飛行器的主要結(jié)構(gòu) 仿生蝙蝠微型飛行器的主要結(jié)構(gòu)

如此看來，斯坦福大學(xué)關(guān)于蜂鳥和蝙蝠的研究，不僅深度挖掘了兩種動(dòng)物的懸停機(jī)制，也為此類仿生飛行器的制作提供了更多思路。

以后的演化道路上，食蜜蝙蝠的懸停效率能否提高，我們不得而知。不過如何提升仿生飛行器的各項(xiàng)性能，就是我們?nèi)祟惪梢耘Φ氖虑槔病?/p>