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並不多見。
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衝擊設計。 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。 第二種抗衝擊設計重在吸能, 防止無人機墜落後摔得七零八落。 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複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啟動。
雷鋒網瞭解到, 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, 但在吸收衝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。 當碰撞能量被抵消後, 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 次碰撞後, 無人機並未受到永久性破壞。
EPFL 智慧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。 有時為了動作的精准(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。
Via. Spectrum.ieee雷鋒網編譯