新款人工智能无人机可在飞行中自动收缩以通过狭窄的缝隙 | 智能技术

发布日期:2019-08-08 10:00
加州大学伯克利分校人工智能变形无人机采用新型展开(顶部)和折叠(底部)设计方式。无人机在不使用任何额外执行器的情况下改变形状:当螺旋桨产生低推力时,弹簧将臂向下拉到折叠模式。当产生高推力时,无人机转换到展开模式。这种新型人工智能无人机可动态折叠并展开其手臂以穿过狭窄的缝隙。



去年年底,我们在苏黎世大学的Davide Scaramuzza实验室看到了可折叠的无人机,它可以改变其在半空中的形状以通过狭窄的空隙。无人机使用伺服系统来实现各种不同的配置,这使得它非常灵活,但也增加了机器的复杂性和重量。在今年早些时候的蒙特利尔ICRA,加州大学伯克利分校的研究人员展示了一种可折叠无人机的新设计,由于无人机自身螺旋桨的动力控制弹簧臂,在不到半秒的时间内能够将自身缩小50%。

这里的技巧是弹簧在四旋翼飞行器的被动铰接臂上施加恒定的张力。当电机关闭时,足够的张力使臂向内突然移动,但是当电机打开时,它们施加的力比弹簧施加的力更强,将臂再次折弯并保持在那里。实际转换点(电机施加的力克服弹簧上的张力,反之亦然)已经过仔细校准,以确保四旋翼飞行器在大多数时间内保持四旋翼状态,并且只在您需要时折叠起来。 

然而,在试验中研究人员将四旋翼飞行器的轨迹全部设置为靠近、折叠、展开和恢复,然后将实际窗户与运动的轨迹对齐。所以这里并不是自主飞行,而无人机本身也不知道窗户是否存在。 

或者你会有疑惑,为什么设计这钟折叠无人机,而不是制作一个足够小的传统无人机以适应狭窄的空隙。使无人机更大而不是更小的原因主要是它可以携带更多的有效载荷并且在空中停留更长时间,并且还因为具有彼此远离的电动机使得无人机更加稳定并且能够更好地抵抗风的干扰。

这种设计的最大优点是它增加了相对较小的复杂性,同时仍能实现动态折叠,大大减小了四旋翼飞行器的尺寸,并且在展开状态下,它与无法折叠的传统无人机一样容易控制。研究人员还表示,他们可能会将四旋翼飞机折叠成一个更紧凑的心态—目前的限制是如果它变得更小,旋翼就会开始相交,如果你让旋翼以相同的速度旋转,那不同旋翼之间的相对速度会很小,旋翼之间的碰撞机会及损伤会很小。这听起来很棘手,我们很乐意看到它未来的改进。