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第一款不會炸機的無人機:遭遇碰撞就變軟

2017-03-10 16:10 性質:轉載 來源:TechWeb
只要踏入無人機領域,恐怕炸機的噩夢你早晚都會遇到,區別的只是無人機能否修好了。不過在自然界,這種直接摔殘的情況卻并不多見。舉例來說,鳥類和昆...

  只要踏入無人機領域,恐怕炸機的噩夢你早晚都會遇到,區別的只是無人機能否修好了。不過在自然界,這種直接摔殘的情況卻并不多見。舉例來說,鳥類和昆蟲都會偶爾在空中沖撞些物體,但通常它們都能全身而退,這一切都要感謝數萬年來的進化,它們的身體柔韌度十足,這在關鍵時刻足以救命。

  瑞士洛桑高等工業大學(EPFL)的機器人專家就向鳥類和昆蟲取經,設計了一款彈性十足的四軸無人機,炸機再也不會成為用戶的夢魘了。

  眼下,無人機也有三種主要的抗沖擊設計。第一種是螺旋槳保護罩,裝了它不但能防止無人機傷人,還能在墜落時保護螺旋槳。第二種抗沖擊設計重在吸能,防止無人機墜落后摔得七零八落。一般商家會用上柔韌性較好的連接器,這樣一來無人機就不再“硬邦邦”的了。不過這種設計也有問題,那就是在飛行時遇到復雜天氣情況容易出現結構和穩定性問題。

  第三種方式更加直接,那就是給無人機裝上防護罩。瑞士的 Flyability 公司去年就推出了可碰撞無人機 Elios,在某些領域該無人機取得了不錯的使用效果。不過,這樣的設計也有問題,那就是防護罩的加入讓無人機體積大了60%,原本不該發生的碰撞可能也會變成不可避免的碰撞。此外,巨大的防護罩也增加了無人機的負擔,降低了原本就不長的續航時間。

  可碰撞無人機 Elios

  與以上三種設計相比,EPFL 的創意更像是妥協的結果:只有當無人機真正撞上某物時,其柔軟的特性才會被激活。

  雷鋒網了解到,這款產品的設計靈感來自昆蟲的翅膀。在飛行時,昆蟲的翅膀需要足夠的硬度,但在吸收沖擊時翅膀卻必須柔韌度十足,為了取得兩者間的調和,黃蜂進化出了一種特殊的連接機構:在發生碰撞時,其整個翅膀可以逆壓縮。

  簡單來說,黃蜂翅膀可在軟硬兩種狀態間任意切換,在不影響飛行的情況下獲得特有的機械彈性。

  無人機的兩部分由磁力吸附在一起

  EPFL 的四軸無人機用上了柔性框架,無人機核心部位周圍圍著一圈磁性材料。一旦碰撞發生,整個柔性框架會從磁性材料上彈開,吸收碰撞產生的能量。當碰撞能量被抵消后,無人機上的橡皮圈會將彈性框架拉回重新吸附在磁性材料上,這樣一來無人機就不會因碰撞而炸機了。

  這樣的設計讓 EPFL 的四軸無人機擁有了黃蜂的特性,在飛行時它足夠堅硬,穩定性和操控性都不會受影響,在碰撞時卻能變身“安全氣囊”。

  EPFL 的測試也證明了這一設計的可行性,在 50 次碰撞后,無人機并未受到永久性破壞。

  EPFL智能系統實驗室的研究人員表示,這種設計不但可以用在無人機上,還能用在其他類型的機器人上。有時為了動作的精準(還有其他原因),機器人都被設計成鋼筋鐵骨,這樣一來,柔韌性成了它們的“軟肋”,在執行抓取、移動甚至人機交互任務時,它們很容易敗下陣來。

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