新型折疊式無(wú)人機(jī)可穿過(guò)狹窄的洞穴執(zhí)行救援任務(wù)

新型折疊式無(wú)人機(jī)可穿過(guò)狹窄的洞穴執(zhí)行救援任務(wù)

University of Zurich/Armasuisse

地震后或火災(zāi)后建筑物的檢查正是最危險(xiǎn)的一類工作。盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，人們普遍認(rèn)識(shí)到最佳安全做法，但許多人仍然因工作而死亡或受傷。

在這種情況下，人類救援人員希望無(wú)人機(jī)為他們服務(wù)。使用無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于，它可以尋找被困在里面的人，并引導(dǎo)救援隊(duì)接近他們。為此，無(wú)人機(jī)需要穿過(guò)墻的裂縫，部分打開的窗戶，或通過(guò)酒吧——這是典型的無(wú)人機(jī)尺寸所不允許的。

考慮到這個(gè)問(wèn)題，蘇黎世大學(xué)的機(jī)器人與感知小組和EPFL的智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)了一種新型的柔性無(wú)人機(jī)。

科學(xué)家們從鳥兒那里得到靈感，鳥兒在半空中折疊翅膀，穿過(guò)狹窄的飛行通道，并研制出這種可折疊的無(wú)人機(jī)，它能夠擠壓自己穿過(guò)縫隙，然后回到原來(lái)的形狀，同時(shí)繼續(xù)飛行。

蘇黎世大學(xué)的研究員大衛(wèi)·法蘭加說(shuō)：“從機(jī)械的角度來(lái)看，我們的解決方案非常簡(jiǎn)單，但是它非常通用，非常自主，具有機(jī)載感知和控制系統(tǒng)。”

與其他無(wú)人機(jī)相比，這種變形無(wú)人機(jī)能夠在狹窄的空間內(nèi)操縱，保證任何時(shí)候都能穩(wěn)定飛行。

科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了這種四足機(jī)器人，它有四個(gè)螺旋槳，可以獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，安裝在移動(dòng)臂上，通過(guò)伺服電機(jī)可以繞著主機(jī)折疊。在孔中的王牌是一個(gè)控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)適應(yīng)任何新的位置的武器，調(diào)整推進(jìn)器的推力作為重心轉(zhuǎn)移。

EPFL工程學(xué)院的合著者兼研究員Stefano Mintchev說(shuō)：“變形無(wú)人機(jī)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要采用不同的配置。標(biāo)準(zhǔn)配置是X形的，四臂伸展，螺旋槳彼此之間距離盡可能大。”

當(dāng)面對(duì)狹窄的通道時(shí)，無(wú)人機(jī)可以切換到“H”形，所有的手臂沿著一個(gè)軸線排列，或者切換到“O”形，所有的手臂都盡可能靠近身體。“T”形可以用來(lái)使安裝在中央框架上的機(jī)載相機(jī)盡可能靠近無(wú)人機(jī)需要檢查的物體。

科學(xué)家們正在進(jìn)一步計(jì)劃改進(jìn)無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)，使它可以在所有三維空間折疊。最重要的是，他們希望開發(fā)出能使無(wú)人機(jī)真正自治的算法，允許無(wú)人機(jī)在真正的災(zāi)難場(chǎng)景中尋找通道，并自動(dòng)選擇通過(guò)它們的最佳方式。

論文發(fā)表在IEEE機(jī)器人和自動(dòng)化專欄。