quot;电缆实验室”图片来源：science飞行昆虫在自然环境中已经进化出有效的导航策略，但是由于它们的体积小、运动速度快，在实验研究上存在很多困难。因此，以往的研究大多采用系留飞行、悬停飞行或在实验室内的限制飞行。《科学机器人》杂志上的一篇论文描述了一种电缆驱动的平行机器人的新发展，其被命名“lab-on-cables”（电缆实验室），用于跟踪并与自由飞行的昆虫互动。传统昆虫研究方式多年来，研究人员已多年来，研究人员已经开发了实验室设置来研究和了解昆虫的飞行行为。主要有两种方式：一种是保持昆虫的位置，以便使用高速摄像机对飞行运动学进行详细分析；另一个更多地考虑自然条件，即自由飞行。这两种技术都有关键的局限性。前者仅限于研究稳定的条件，即悬停飞行，而刚性系绳因为不允许滚动或俯仰运动，会影响飞行动力学。在自由飞行的方法中，一些研究试图记录昆虫在飞行过程中携带的微型电生理装置的活动，然而他们一直少有成功，因为纪录仅在一个有限的时间内。而且携带的载荷会影响飞行性能，因此，这种方法仅限于大体型昆虫(例如，体重1-3克的鹰蛾)有能力承受高达10%重量的负荷。“电缆实验室”quot;电缆实验室”图片来源：science研究人员利用一个被连接到电缆上的机器人，开始研究飞蛾如何飞行。该团队希望有一天能用他们的技术来追踪其他昆虫的飞行路径，比如果蝇和蚊子。“lab-on-cables”（电缆实验室）的工作原理是在电缆上安装摄像头，让摄像头跟踪昆虫的运动。为了测试这种设备的准确性，研究人员让相机跟踪自由飞行的飞蛾，并使用预先录制的轨迹来证明其他昆虫（例如蝇和蚊子）的飞行和运动也可以被跟踪。为了分析昆虫是如何设法开发出当前技术无法比拟的飞行动作，研究人员利用六个自由度(DOF)—即可以自由变化的数值，建立了电缆实验室，并将电动绞盘连接到电缆上，以允许强大的运动来跟踪昆虫飞行。然后，该团队将“Lab-on-cables”与红外照明配对，这样机器人运动的3D计算机渲染就很容易得到。研究人员将“lab-on-cables”与导弹制导系统进行比较，它们的一个主要区别是，瞄准并拦截目标的导弹是以最大速度飞行的，而追踪昆虫的电缆实验室则会不断调整速度。研究人员除了研究飞蛾的翅膀跳动和其他运动学外，还研究了它们的升空和降落。他们发现，飞蛾的翅膀拍打频率、身体角度，甚至是翅膀划动的角度都会根据小动物的飞行速度而改变。尽管昆虫的大脑很小，但它们并不是简单的反射自动机制，相反，它们表现出丰富的行为程序。了解小型化昆虫如何使用大脑控制感觉处理和飞行行为，可以作为未来机器人发展的灵感源泉，例如，在昆虫规模上模仿拍打飞行的微型航空器，或者灵感来自于飞蛾气味追踪的嗅觉机器人。
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