《沙丘》里最让人惊艳的场景，不是一身戎装的甜茶在生死搏杀，而是扑翼飞行器张开8根刀片一样的翅膀，扑翼飞行。
科幻片里有许多不同概念的飞行器，跟代表未来科技的固定翼飞行器相比，仿生型的扑翼机，拼命拍打翅膀，消耗巨大电量却效率低下。扑翼机通常是驱动力不足，负载量超低的软弱代表。但年沙丘版的扑翼机纠正了观众对于未来飞行器的偏见，展现出简单高效，灵活多变的巨大优势。像昆虫一样展翅飞翔，收翅降落的扑翼机成为多数行星上，首选的空中运输方式。
电影中，沙丘扑翼机像一只掠食的金属蜻蜓，拍打翅膀穿越漫漫黄沙。接近基地时，金属蜻蜓迅速收拢翅膀，贴伏在身侧，如同一枚飞镖一样俯冲而下，精准着陆停止。
在《沙丘》的原书中对等待起飞的飞行器有段描述：“它们在地上蹲下，像一只昏昏欲睡的昆虫一样嗡嗡嗡地哼着，等待起飞的指令。”
扑翼机仿照的就是昆虫蜻蜓，不，这句话描述得不确切。在停留时，蜻蜓的4根翅膀只能平铺在背上，不会收拢。更贴切地说，扑翼机模仿的是蜻蜓的兄弟—豆娘，驻步休息时，能够把翅膀收拢在体侧。
蜻蜓拥有昆虫界最全面的飞行技能，上下左右前后，度转向任意一个方向，不留一处死角。还能直上直下，悬停倒飞。扑翼飞行器像蜻蜓一样掌握全能飞行技术。
原书中作者设计的扑翼飞行器，“起飞时短翼拉长，卷起空气”。“扑翼机像昆虫一样拍打翅膀，它的一个特点是能够像飞行的昆虫或蜂鸟一样悬停。”沙丘扑翼机，就像蜻蜓一样高效灵活。
人类早就制造出冲出地球，巡游太空的宇宙飞船了，为什么像昆虫一样飞行的扑翼机，还只停留在科幻电影里？我们从头说起。
扑翼机的技术要求
人类在开始研制飞行器时，最初考虑的模式就是扑翼机。制造一架像鸟儿扇动翅膀一样，拍打机翼带动机身起飞的飞行器。人类可以骑坐在飞行器背上，飞越蓝天。
图片里是意大利天才大师列奥纳多·达·芬奇在年的笔记。达芬奇画出直升机草图，做出第一架扑翼机。
遗憾的是，虽然人类在扑翼机的路上，跋涉了近千年，最后承载人类飞上天空的，却是固定翼飞行器。其中的原因很无奈—我们做不出来，现代技术还远远达不到研制载人的扑翼飞行器所需要的技术水平。
虽然我们能飞，但我们不能像自然界里的鸟儿和昆虫一样飞。人造扑翼机的效率低，但生物扑翼飞行的效率可不低，相反，生物扑翼飞行非常节能。
跟昆虫的膜翅相比，鸟儿翅膀上长短不一，软硬不同的羽毛，复杂度更高。先不说羽毛翅，就拿最简单的昆虫膜翅来说，完全仿生的扑翼机达不到的技术主要有3点。
1、动力驱动
昆虫用柔软的肌肉连接翅膀和身体。跟刚性致动器相比，肌肉致动的优势是：灵活多变，最为高效的功率重量比。
赞美生命，36亿年来，生命进化出的最高效能量转换方式—能量代谢。
拿我们身体的能量代谢举例，通过呼吸作用，身体的能量工厂—线粒体，将氧气和食物转换成能量（ATP，三磷酸腺苷），供身体使用。只有1m长的线粒体，藏在人体细胞里。
线粒体就像一粒粒分布在全身的燃料电池，给人体提供能量。分布式电池能提供非常大的瞬时总功率，而仅靠单一供能装置，没法达到那么高的瞬时电流。
2、神经控制
肌肉运动由我们的神经系统控制。
简单的说，肌肉由多根肌肉纤维组成，神经元连接着肌纤维，通过传导电信号来控制肌肉运动。
一块肌肉连接几十到上百个运动神经元。运动时，身体调动的肌肉，不是一块两块，而是整个肌肉群。
一个简单的动作，得调动整个肌肉群，每块肌肉既要有单独控制，又要做到协同运动。只靠几道控制命令，没法指挥翅膀飞行。
3、运动传感
飞行器在空中，运动重心时刻在改变。跟固定机翼的飞机相比，监测扑翼机的运动状态，复杂性呈指数级增长。所需要运动传感器的数量，也呈指数级增长。
另外，即使给扑翼飞行器配置了动力和传感这些硬件装备，也还不够。还得给它配上强大的计算能力，指挥飞行器应对千变万化的飞行环境。
不过，虽然完全仿生的扑翼机做不到，我们能做出简化版的扑翼机。载人的扑翼飞行器，21世纪的技术做不到，但是未来技术肯定能完成。至少，制造沙丘扑翼机没有想象中那么困难。
沙丘扑翼机的技术要点
沙丘扑翼机外形仿照蜻蜓，但没有照抄蜻蜓的飞行模式，它把机械动力和昆虫翅膀结合在一起，这是成功制造扑翼机的最大亮点。
沙丘扑翼机有一套喷气式推进动力，拍打机翼产生推力只是飞行器的一个辅助动力。
解决了传统扑翼机的低效问题，如同蜻蜓翅膀的机翼，最大的优势在于控制飞行器的方向变化。跟苍蝇、蝴蝶、甲虫的翅膀不同，蜻蜓的两对翅膀分别连接着肌肉，独立肌肉控制单只翅膀运动。飞行时，前翅和后翅既能上下扑打，又能前后移动，既能保持同步，又能异步运动。
沙丘扑翼机完美继承了蜻蜓翅膀的优势，每一根翅膀分别运动。片子里有一个制造细节，扑翼机的机翼跟机身是球窝型连接。度自由旋转的机翼，像蜻蜓翅膀一样，既能上下扑打，又能前后移动，还能随意改变迎风角度。固定机翼面对的气流分离难题，活动机翼稍微转转角度就能轻松解决。
机翼能让沙丘扑翼机像蜻蜓一样在空中悬停。除了精细控制方向外，机翼还能提供辅助动力。影片中的扑翼机，载人多的大飞机用8根机翼，双人机用4根翅膀。
电影里的甜茶和妈妈飞越沙尘暴的高潮片段，完美展示了扑翼飞行器的强大优势。
扑翼机冲进沙尘暴后，甜茶驾驶飞行器，控制机翼运动，带领飞行器不断攀升。在机翼对抗不了风暴的时候，甜茶干脆关闭人工驾驶控制，让飞行器自动驾驶。4根机翼一根根被风暴砍断，但是扑翼机依靠自备动力，冲出了风暴。
机械动力+昆虫翅膀，飞越沙丘的最佳配置。
总结
跟固定翼飞行器相比，制造扑翼飞行器的难度更高。
不过，扑翼飞行的研制没有停止。在固定翼飞行器推陈出新，技术完备之后，工程师又重新回到扑翼飞行的路上。
我们现在已经成功制造出多架扑翼机，比如南京航空航天大学的金鹰，还有西北工业大学的信鸽。虽然这些仿生的扑翼机，只是起步，距离载人飞行还很遥远。但是，沙丘扑翼机已经给未来科技开了一扇窗。
期待影片中能在沙尘暴里飞行、悬停、着陆，能载人飞行的沙丘扑翼机。早日从屏幕飞进现实。