机器人无人机现在可以像鸟类一样飞行、停止和栖息

由:帕特里克·j·基格|
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斯坦福大学的工程师们根据对鸟类的研究开发出了这种抓取机器人,它可以降落在树枝上并抓住树枝。Lentink实验室

当涉及到做的时候用特技飞行的动作、空中无人驾驶飞机似乎正在迅速赶上鸟类。但是飞行机器人也在另一方面变得熟练禽流感敏捷的壮举几乎同样令人惊叹——从树枝到电话线,它能够在任何物体或表面上降落和栖息,而不会掉下来。

例如,斯坦福大学(Stanford University)的研究人员开发了一种名为原型化自然灵感空中抓取器(SNAG)的设备,它可以连接到四轴飞行器上,使其具有类似游隼的脚和腿。据斯坦福大学的一名研究人员介绍,当配备了该设备后,无人机能够四处飞行,捕捉和携带物体,并在各种表面上栖息新闻发布会上日期为2021年12月1日,描述了这项工作。

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但复制鸟类的敏捷性并不容易。研究人员拍摄了小鹦鹉在特殊的栖息点之间来回飞行的视频,栖息点内装有传感器,可以测量着陆、栖息和起飞时的物理力。

“让我们惊讶的是,无论它们降落在什么表面,它们都做了相同的空中机动,”其中一名研究人员说,威廉•罗德里克他在新闻稿中解释道。罗德里克是机械工程博士和作者,与工程教授马克Cutkowsky而且大卫Lentink,是指文章该项目的研究报告发表在2021年12月1日的《科学机器人》杂志上。他说:“它们可以让脚处理表面纹理本身的可变性和复杂性。”

赋予无人机类似的能力需要技术上的独创性。SNAG有一个3d打印的结构,模拟了猎鹰的轻量级骨骼,它的每条腿都装有一个用于来回移动的马达,另一个用于抓取。

机器人腿上的机制被设计成吸收冲击能量,并被动地将其转化为抓取力,就像鸟的肌腱一样。因此,配备该设备的无人机可以在20毫秒内牢牢抓住物体。一旦机器人的脚缠绕在栖杆上,它的脚踝就会锁住,加速度计(一种测量振动的设备)会检测到着陆并触发平衡算法使其稳定在栖杆上。

在其他地方,其他机构的研究人员多年来也一直致力于赋予无人机降落和挂在物体上的能力。因为这2019史密森学会文章解释说,能够降落在不同的地方有助于无人机节省能量,他们将不得不保持空中飞行。这很重要,因为机器人飞机的飞行时间受到电池电量的限制。

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