說起無人機,大家一直以來的固有思維就是:這玩意兒只能在天上飛,并且要避開河面、大海等處,畢竟它不防水,要是不小心撞到什么,再彈進水里就只能壯烈“犧牲”。


國內首創兩棲無人機!上天入水一秒切換,還有神奇「仿生」配件,太絕了...


難道無人機真就不能入水遨游嗎?現在,就帶大家開開眼!


日前,北京航空航天大學生物力學與軟機器人實驗室創造了一個新型無人機。這家伙看起來跟其他四軸無人機差別不大,飛行原理也都類似,不過它有一個絕招,就是既可以在空中飛,也可以在“水下游”,并且能做到兩種場景無縫轉換。


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老實說,無人機見過不少,但能水中遨游的,極果君還是第一次見。


如此一來,大大增加了無人機的實用性。


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為了泡水不報廢,這架無人機是完全防水的。從目前經驗來看,無人機防水一般都是采用防水膠、防水密封圈、ES672防水泄壓膜等相應結構設計實現整體性密封,從而達到防水效果。


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但要下水,光外殼防水還不行,需要在裝置設計上進行改進。


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因此,該無人機還具有一套自折疊螺旋槳,直徑為170mm,當在水下以較低速度運行時會自動折疊,折疊后直徑為85mm,方便在水下行動自如。前面說了,該無人機可以無縫轉換使用場景,當從水中過渡到空中時,螺旋槳會自動延伸出來。


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為此,研究人員優化了無人機的性能,并重復進行多次試驗,當無人機從水面浮出時,浮力迅速下降。此時,螺旋槳在水下提供足夠的推力,在空中加速達到目標轉速,產生足夠的能量,用推力把整個機器人拉出水面。


整個無人機從水面到空氣的過渡大約在三分之一秒。在測試期間,該無人機在大約二十秒內連續進行了7次水/空轉換。


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飛行場景解決后,下一步就是如何做到持續飛行。與大部分電子設備一樣,機器人的自主能力往往受到電池容量的限制,對于依賴四個電動馬達持續旋轉,從而保持高空飛行的無人機來說,亦是如此。


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為了大幅增加無人機的續航距離,并在往返任務地點時能節省電池電量,研究人員以生物界中的?魚為靈感來升級無人機。


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眾所周知,?魚最大的特點是頭上有一個吸盤,吸盤表面覆有一排排成列的薄片脊,這些薄片脊可以形成較小的吸力隔間,通過肌肉收縮來擴展,幫助自身吸附在其它水下生物身上遠游和索食。由于搭上了“順風車”,所以自身能夠很好保存能量。


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在進一步研究后,團隊制造出了“人工版”的?魚吸盤。

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該吸盤安裝在無人機頂部,由軟性材料組成,當里面注滿水時材料就會膨脹,形成一個密閉的空間,擁有強大的吸力。得益于該吸盤,無人機能附著于各種物體,即便是不完全平坦的表面,或比吸力裝置表面積更小的物體,都能輕松吸附。


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最終,只需要為所謂的“吸盤”提供一小部分動力,無人機就能附著在各種物體甚至可移動水下生物的表面,以此來像?魚那樣長距離行駛。這種方式,也使得無人機的電池消耗最小。


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躍出水面時,也能快速吸附在其它物體上,例如光滑的巖石,穩穩當當不掉落。


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同樣的吸附過程也能在空中完成,不過即使像滑翔機這樣慢速的東西,其最低速度也有每小時40英里,所以將無人機成功連接到另一架飛機的挑上,將是一個巨大的挑戰。比起這,可能無人機在高層建筑上難度更低,屆時關閉電機,只需為傳感器和攝像頭供電,以此進行測量和其他數據收集。


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雖然目前還有許多細節不夠完善,但不可否認,它的出現像大眾展現了一種全新的思路和技術解決方案,其廣闊的前景仍然令人期待。

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有趣的是,得益于無人機技術不斷發展,無人機不僅能在水下遨游,還擁有“十八般武藝”。


去年年底,斯坦福大學的工程師受獵鷹爪子啟發,開發出了一種名為SNAG的智能機器爪,可以使無人機能夠在復雜的表面起飛和降落,并捕捉空中的物體。尤其是能停留在樹枝上,牢牢扣住不抖動。


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更早之前,某國外公司還發布了一款名為Pegasus的無人機,該無人機具有兩種形態,既可以在天上飛,又可以在地上滑行,當遇到地面障礙物時,還會通過跳躍飛行來躲避,非常智能。


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以上這些還只是“單打獨斗”,事實上無人機還可以群體出行。前段時間,浙江大學搞出了一群微型智能無人機,能保持方形編隊在樹林中飛行,途中自動規避障礙,精準規劃出路線,像鳥兒一樣靈活穿過樹林。


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從以上這些創新設備可以看到,當下無人機技術路線是比較明顯的,通關過各種軟硬件開發飛控和避障系統,從而實現一定的自主化。未來無人機不僅可以在空中飛,還能地上跑、水里游,并且成群結隊貢獻力量。


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應用于生活中時,有了這些無人機,在火災等搜救場景中能夠更好實現搜救目標,減少搜救人員風險;在地形勘探中,也可以快速對人員無法到達的區域進行建模??傊?,實用性非常高。希望未來有一天,能見證這些創意無人機的大規模應用。

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