Uploads%2farticles%2f11643%2f     2017 06 28   8.27.30 meitu 5
|
2017-06-29

MIT 这款能地上跑的无人机,是为了给你的「飞行汽车」描绘蓝图

对于可飞行的鸟类、昆虫等动物,我们主要关注的是它们「飞」的能力,在陆地生活的人类因此有了在天空翱翔的梦想,造出了飞机、直升机以及现在的消费级无人机,甚至是飞行汽车。

事实上,鸟类、昆虫等不仅具备飞行能力,还有灵活的攀爬、跑、跳等能力,这也往往是它们容易被忽略的一大优势。同样地,对于飞行器,我们也大多仅停留在它「飞行」这一功能的刻板印象上。

MIT 计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)从鸟类这一特征获得了灵感,并研发出了一款既能天上飞又能地上跑的小型无人机

该无人机名为 Crazyflie(现已是 2.0 版本),采用了四旋翼的设计,其与众不同的是底部外加的两只车轮子,作为无人机的足部。

在 CSAIL 最新公布的论文中,描述了在一项实验过程中,这些无人机的运作过程: 在 CSAIL 开发的模拟城市交通系统中(包括传统道路、绿地、建筑等),开发人员已经为无人机系统设置好起降场、禁飞区、停车场等特殊标记。

按照规划好的路线,该系统同时控制着 8 辆无人机,在可行驶的路面上,无人机采取陆地行驶模式,当碰到建筑等障碍物,无人机随即启动飞行模式来实现跨越,最终绕过这些「小村庄」到达目的地。值得一提的是,这些小型无人机还具备相互之间进行信息通讯的能力。

在性能上,该小型无人机最大的陆地行驶距离可达 252 米,或者纯飞行 90 米。因增加陆地行驶模式,研究人员在先前的 Crazyflie 的基础上增加了一组轮子和两枚额外的电机,因所承载的重量增加,改装后的 Crazyflie 飞行距离比原先的缩短了 12% 左右。

据 CSAIL 实验员解释,从综合来看,双模设计的无人机事实上比仅有纯飞功能的无人机能源使用率、效率更高。电池寿命是大多数无人机飞行时长的主要限制因素之一,因纯粹的飞行需要更高的功率。混合系统的无人机更灵活,而经实验结果显示,采用驾驶与飞行合并的模式能够大大延长无人机整体的行程(将近 7 倍),同时最大限度地减少对目前电池技术改进的需求。

事实上,Crazyflie 项目主要是建立在 MIT 博士学生布兰登·阿拉奇(Brandon Araki)早先一个「飞猴」机器人项目,该机器人能够飞行、攀爬、走动,但缺乏路径规划的能力。于是,Araki 与 CSAIL 的一组研究人员开发了一套路径规划的算法,以确保无人机在运行过程中避免碰撞到障碍物。

· Araki 早先研究的「飞猴」机器人,看到它底部的四只脚了吗

目前,不少包括 Uber、空客等巨头和初创企业在内的公司都在研发空中飞行汽车,它们同样兼具陆地行走和飞行两大功能。CSAIL 的这一项研究旨在为飞行汽车模拟出合理的交通解决方案,提高出行效率和资源利用率。

正如物流体系不只是包装、运输、配送那么简单,还涉及到大量的信息处理,CSAIL 总监 Daniela Rus 表示道,造飞行汽车不只是「把机翼装在汽车上」那么简单,背后还意味着大量的设备研究以及交通系统规划的工作。

Back to top btn