06.01 世界第一個在飛行中改變形狀的無人機面世,能像鳥一樣收回機翼

我們知道現在一些仿生機器人都是從自然界尋找靈感,例如蜜蜂機器人或蜻蜓機器人等。因此,如果有人想要製造一個能在空中變形的飛行機器人,那麼鳥類自然就是最好的靈感來源了。

世界第一個在飛行中改變形狀的無人機面世,能像鳥一樣收回機翼

來自法國國家科學研究院運動科學研究所的研究人員,開發出了世界上第一個能在飛行途中改變形狀的飛行機器人,就像鳥一樣。這一研究成果剛剛發表在了《Soft Robotics》雜誌上。

在機器人領域,無人飛行器越來越應用於雜亂和狹小的空間內。例如如果要通過一個小的孔洞或者兩棵樹之間的狹小空間,現在飛行器的方式是旋轉90度與地面垂直。這就要求機器人必須輕盈、小巧並且動作迅速,這樣才能在螺旋槳不提供升力的情況下失去太多高度。同時它還必須有高刷新率的傳感器,不然這種大膽的舉動會影響機器人跟蹤自己位置的能力,進而影響它及時調整姿態的能力。

然而,自然界為我們提供了一個更好的解決方案。例如一隻鳥在接近狹窄的樹隙時,它會盡量讓翅膀貼近身體以便通過。法國研究人員開發的名為Quad-Morphing的無人機就是利用了這個原理。

Quad-Morphing有兩個機臂,每個機臂上有兩個螺旋槳,所以它能像一架直升機一樣飛行。一組彈性和剛性金屬線將機臂連接到機身上,這使得無人機能夠縮回機臂,在250毫秒內將其翼展減少48%。

世界第一個在飛行中改變形狀的無人機面世,能像鳥一樣收回機翼

在測試中,Quad-Morphing成功地通過了相當於其展開翼展寬度54%的空隙,並且連續完成了8次。它還以9公里/小時的速度完成了這項工作,研究人員在新聞稿中將其描述為“對於無人機來說這一速度相當快”。

據悉,一個自動駕駛機制根據需要控制Quad-Morphing機臂的伸展和縮回,但是這個無人機依靠測試室裡由17臺攝像頭構成的3D定位系統記錄其一舉一動,以便了解它何時接近狹窄間隙。因此,Quad-Morphing在現實世界中還無法飛行。

世界第一個在飛行中改變形狀的無人機面世,能像鳥一樣收回機翼

之後,研究人員為這個機器人裝備了一臺能夠每秒鐘拍攝120張照片的小型相機。這應該允許它自己“看到”空隙並相應地改變方位。研究人員計劃在本月內對此進行測試。

研究人員表示,未來他們無人機的變形能力可應用於那些此前難以駕馭的地方,它還可以幫助搜索和進行救援任務,例如尋找失蹤的徒步旅行者等。


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