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第一款不会炸机的无人机:遭遇碰撞就变软

2017-03-10 16:10 性质:转载 来源:TechWeb
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只要踏入无人机领域,恐怕炸机的噩梦你早晚都会遇到,区别的只是无人机能否修好了。不过在自然界,这种直接摔残的情况却并不多见。举例来说,鸟类和昆...

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  只要踏入无人机领域,恐怕炸机的噩梦你早晚都会遇到,区别的只是无人机能否修好了。不过在自然界,这种直接摔残的情况却并不多见。举例来说,鸟类和昆虫都会偶尔在空中冲撞些物体,但通常它们都能全身而退,这一切都要感谢数万年来的进化,它们的身体柔韧度十足,这在关键时刻足以救命。

  瑞士洛桑高等工业大学(EPFL)的机器人专家就向鸟类和昆虫取经,设计了一款弹性十足的四轴无人机,炸机再也不会成为用户的梦魇了。

  眼下,无人机也有三种主要的抗冲击设计。第一种是螺旋桨?;ふ?,装了它不但能防止无人机伤人,还能在坠落时?;ぢ菪?。第二种抗冲击设计重在吸能,防止无人机坠落后摔得七零八落。一般商家会用上柔韧性较好的连接器,这样一来无人机就不再“硬邦邦”的了。不过这种设计也有问题,那就是在飞行时遇到复杂天气情况容易出现结构和稳定性问题。

  第三种方式更加直接,那就是给无人机装上防护罩。瑞士的 Flyability 公司去年就推出了可碰撞无人机 Elios,在某些领域该无人机取得了不错的使用效果。不过,这样的设计也有问题,那就是防护罩的加入让无人机体积大了60%,原本不该发生的碰撞可能也会变成不可避免的碰撞。此外,巨大的防护罩也增加了无人机的负担,降低了原本就不长的续航时间。

  可碰撞无人机 Elios

  与以上三种设计相比,EPFL 的创意更像是妥协的结果:只有当无人机真正撞上某物时,其柔软的特性才会被激活。

  雷锋网了解到,这款产品的设计灵感来自昆虫的翅膀。在飞行时,昆虫的翅膀需要足够的硬度,但在吸收冲击时翅膀却必须柔韧度十足,为了取得两者间的调和,黄蜂进化出了一种特殊的连接机构:在发生碰撞时,其整个翅膀可以逆压缩。

  简单来说,黄蜂翅膀可在软硬两种状态间任意切换,在不影响飞行的情况下获得特有的机械弹性。

  无人机的两部分由磁力吸附在一起

  EPFL 的四轴无人机用上了柔性框架,无人机核心部位周围围着一圈磁性材料。一旦碰撞发生,整个柔性框架会从磁性材料上弹开,吸收碰撞产生的能量。当碰撞能量被抵消后,无人机上的橡皮圈会将弹性框架拉回重新吸附在磁性材料上,这样一来无人机就不会因碰撞而炸机了。

  这样的设计让 EPFL 的四轴无人机拥有了黄蜂的特性,在飞行时它足够坚硬,稳定性和操控性都不会受影响,在碰撞时却能变身“安全气囊”。

  EPFL 的测试也证明了这一设计的可行性,在 50 次碰撞后,无人机并未受到永久性破坏。

  EPFL智能系统实验室的研究人员表示,这种设计不但可以用在无人机上,还能用在其他类型的机器人上。有时为了动作的精准(还有其他原因),机器人都被设计成钢筋铁骨,这样一来,柔韧性成了它们的“软肋”,在执行抓取、移动甚至人机交互任务时,它们很容易败下阵来。

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