風(fēng)暴Ciara席卷英國時,Alex Caccia漫步在牛津的Port Meadow上,看著鳥兒在空中飛翔。他驚嘆于鳥類對于風(fēng)暴的無畏?!爱?dāng)客機因天氣原因停飛時,鳥兒們卻毫不在意!”
對于卡西亞先生來說,這不僅僅是一閃而過的想法,他是動物動力公司(Animal Dynamics)的首席執(zhí)行官,該公司是一家將仿生動力學(xué)應(yīng)用到無人機設(shè)計中的科技創(chuàng)業(yè)公司。
公司成立于2015年,一直在生物力學(xué)上尋找靈感。目前該公司已經(jīng)有兩架仿生無人機,對鳥類和昆蟲進(jìn)行了深度研究。
該公司其中一款無人機是從蜻蜓身上獲得的靈感,一出世便引了軍方的投資。四只翅膀使它在大風(fēng)中的穩(wěn)定性完勝現(xiàn)有的微型無人機。
這個被稱為Skeeter的秘密項目破解了利用拍打翅膀的方式為無人機提供動力的難題。蜻蜓可以在強風(fēng)中盤旋,顯然翅膀比螺旋槳更穩(wěn)定,但它們幾乎是工程師們無法模仿的。
Alex Caccia和Skeeter無人機的原型“制作帶有拍打機翼的裝置是非常非常難的?!笨ㄎ鱽喯壬f。直升機通過改變旋翼的節(jié)距來進(jìn)行機動,以前進(jìn)、后退或盤旋。對于較小的物體來說,盤旋是一個重大挑戰(zhàn)。蜻蜓已有3億年的進(jìn)化史。動物動力公司花了4年時間編寫了軟件,讓仿生無人機能像昆蟲一樣,可以在陣風(fēng)超過20節(jié)(23英里/小時或37公里/小時)的情況下盤旋。從22節(jié)到27節(jié)屬于強風(fēng)。這款軟件給了Skeeter一定程度的自主權(quán),可以引導(dǎo)它繞過障礙物向目標(biāo)前進(jìn)。這款無人機還滿足了國防部在戰(zhàn)場上“監(jiān)視前方的潛在威脅”的需求。
Skeeter可以在20節(jié)的風(fēng)中盤旋目前,它的長度約為8英寸(約20厘米),但計劃生產(chǎn)版本會更小。將大量的空氣動力學(xué)和導(dǎo)航鏈路擠進(jìn)一個小小的外殼中,對于大自然輕而易舉,但對動物動力公司來說卻是一個不小的挑戰(zhàn)。正如Alex Caccia所說的那樣,“我們從小事做起,是為了吸取自然多年積累的經(jīng)驗?!盇nimal Dynamics的70人團(tuán)隊依靠智能手機行業(yè)的電子產(chǎn)品,將自己的知識縮進(jìn)Skeeter的框架中。對機器人技術(shù)、生物學(xué)和軟件的經(jīng)驗積累全部都在設(shè)計中得以展現(xiàn)。智能手機行業(yè)對所有的微型無人機制造商來說都是一個福音。代爾夫特理工大學(xué)(TU Delft)教授Guido de Croon承認(rèn),智能手機行業(yè)對于生物機械有很大幫助。他的團(tuán)隊已經(jīng)設(shè)計出一系列依靠量產(chǎn)數(shù)字組件的拍翼無人機。
Guido de Croon和Delfly代爾夫特理工大學(xué)設(shè)計的DelFly無人機,重量不到50g,從果蠅的翅膀運動中獲得靈感。DelFly的四只翅膀由一塊超輕的透明薄膜組成,由一個輕巧的電機驅(qū)動,可以讓它連續(xù)飛行六到九分鐘。雖然這個透明的翅膀看起來很輕薄,但這組翅膀可以直接接觸到物體表面,甚至可以撞在障礙物上,DelFly會像昆蟲撞到窗戶之后那樣自行恢復(fù)。對于大多數(shù)現(xiàn)有的螺旋槳的無人機來說,這樣的接觸是致命性的。就好似于智能手機的攝像頭將視覺反饋給AI軟件,德克羅恩先生正在開發(fā)模仿昆蟲的避障感官的算法。DelFly團(tuán)隊目標(biāo)是在室內(nèi)實現(xiàn)自主飛行,可用于大型溫室內(nèi)監(jiān)測農(nóng)作物等方面。德克羅恩先生說,在未來生物機械師可以為不同的任務(wù)量身定做一架無人機。每個任務(wù)都有合適的無人機去執(zhí)行。
在Animal Dynamics公司,比Skeeter的體型更大、更大眾化的兄弟——Stork無人機,其靈感來自于輕型滑翔傘與鸛。Stork是為了適應(yīng)那些操作不熟練的人設(shè)計的,該無人機專門做了防撞擊處理。
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