翅膀輕輕一推，無人機(jī)翻身只需1.1秒：

迅速旋轉(zhuǎn)翅膀，調(diào)整成能減輕飛行重量的的角度：

在你反應(yīng)過來之前，它已經(jīng)“嗖”的一下從地上起飛了：

不僅平地能輕松翻身，碎石地、木屑地、斜坡也能輕松handle，簡直像甲蟲一樣靈活~

目前，這項研究已經(jīng)登上IEEE。再也不用擔(dān)心自己的無人機(jī)掉在奇怪的地方了！

披了件甲蟲的“外衣”

這架無人機(jī)，確實也參考了甲蟲，用上了兩對翅膀：鞘翅（elytron）和后翅（hind-wing）。

其中，鞘翅主要負(fù)責(zé)“翻身”、保護(hù)機(jī)翼和提供上升動力，后翅則主要負(fù)責(zé)飛行。

下圖是這架無人機(jī)的機(jī)身構(gòu)造圖。

從圖中可見，要控制這對鞘翅，需要用到鞘翅俯仰控制伺服系統(tǒng)（pitching elytron servos）。

伺服系統(tǒng)，用于精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)，使物體的位置、方位、狀態(tài)，能跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）進(jìn)行靈活變化，能有效調(diào)節(jié)力矩、速度和位置。

其中，伺服系統(tǒng)主要依靠伺服電機(jī)提供動力，控制鞘翅做出扭轉(zhuǎn)或平移的動作來。

無人機(jī)的其他部件參數(shù)如下：

經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，鞘翅越長，無人機(jī)“翻身”的成功率更高、所需時間更短。因此團(tuán)隊最后選擇了17cm的鞘翅。

這就輕松解決了小型無人機(jī)在“躺平”時，需要人手動調(diào)整的麻煩。

同時，機(jī)翼還能在無人機(jī)上升時提供動力。

這個“甲蟲”無人機(jī)的性能如何？

只需1.1秒，斜坡平地都能翻

從翻身速度來看，這架無人機(jī)只需要1秒左右就能“鯉魚打挺”，直接翻過來。

當(dāng)然，設(shè)計后的無人機(jī)，地形適應(yīng)能力也非常強(qiáng)，包括斜坡和不同路面都能進(jìn)行翻身。

從斜坡來看，這架無人機(jī)在最高30°的斜坡上也能成功翻身（超過30°會打滑）：

從路面類型來看，這個無人機(jī)在人行道、碎石路面、灑滿木屑的地面等5種地形上都能達(dá)到100%成功翻身的效果。

至于草地和沙地這種比較復(fù)雜的地形，成功率也在20%~40%左右。

從設(shè)計來看，相比于其他自適應(yīng)機(jī)器人而言，“甲蟲”無人機(jī)在設(shè)計上要簡潔得多。

例如，“扶墻走”或是“變形”的自適應(yīng)機(jī)器人，往往需要復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計；而參考蟑螂設(shè)計的飛行機(jī)器人，又無法伸展機(jī)翼、提供升力。

至于普通的無人機(jī)，為了防止翻倒所做的一些設(shè)計，更是只能增加重量、降低動力。

但給無人機(jī)加上一對甲蟲翅膀后，不僅能給飛機(jī)提供上升動力、調(diào)整位置，還極大地降低了設(shè)計的復(fù)雜程度。

這讓網(wǎng)友想到了Minecraft里面的鞘翅。作為一種飛行工具，鞘翅在滑翔時會向兩邊展開：

△圖源：推特@Minecraft Dungeons

現(xiàn)在，游戲中的效果已經(jīng)在無人機(jī)上實現(xiàn)了。

團(tuán)隊介紹

幾名作者均來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的智能系統(tǒng)實驗室。

實驗室側(cè)重于AI和機(jī)器人研究方向，包括生物機(jī)器人、人機(jī)融合等。

實驗室負(fù)責(zé)人是Dario Floreano，引用次數(shù)達(dá)到28341次，單篇論文最高引用次數(shù)2500+。

這篇論文的一作Charalampos Vourtsis，除了做機(jī)器人以外，也會制作一些3D打印項目和計算機(jī)視覺方向的東西，例如3D打印樹莓派。

接下來，團(tuán)隊還想進(jìn)一步優(yōu)化這個無人機(jī)，使它成為一個“保護(hù)殼”，保護(hù)機(jī)翼在刮蹭時不受損。

想要詳細(xì)了解甲蟲無人機(jī)的小伙伴，可以戳下方論文查看。

論文地址：
https://ieeexplore.ieee.org/document/9479684

參考鏈接：
[1]https://spectrum.ieee.org/tech-talk/robotics/drones/nothing-can-keep-this-drone-down
[2]https://minecraft.fandom.com/wiki/Elytra

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