只需1秒，无人机就能平地翻跟头

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萧箫 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI
翅膀轻轻一推，无人机翻身只需1.1秒：

灵敏旋转翅膀，调解成能减轻飞行重量的的角度：

在你反应过来之前，它已经“嗖”的一下从地上腾飞了：

不仅平地能轻松翻身，碎石地、木屑地、斜坡也能轻松handle，简直像甲虫一样灵活~

现在，这项研究已经登上IEEE。再也不消担心本身的无人机掉在奇怪的地方了！

披了件甲虫的“外套”
这架无人机，确实也参考了甲虫，用上了两对翅膀：鞘翅（elytron）和后翅（hind-wing）。

此中，鞘翅重要负责“翻身”、掩护机翼和提供上升动力，后翅则重要负责飞行。
下图是这架无人机的机身构造图。

从图中可见，要控制这对鞘翅，必要用到鞘翅俯仰控制伺服体系（pitching elytron servos）。
伺服体系，用于精确地跟随或复现某个过程的反馈控制体系，使物体的位置、方位、状态，能跟随输入目的（或给定值）进行灵活变化，能有用调节力矩、速率和位置。
此中，伺服体系重要依靠伺服电机提供动力，控制鞘翅做出扭转或平移的动作来。
无人机的其他部件参数如下：

颠末实行发现，鞘翅越长，无人机“翻身”的乐成率更高、所需时间更短。因此团队最后选择了17cm的鞘翅。

这就轻松解决了小型无人机在“躺平”时，必要人手动调解的麻烦。
同时，机翼还能在无人机上升时提供动力。
这个“甲虫”无人机的性能如何？
只需1.1秒，斜坡平地都能翻
从翻身速率来看，这架无人机只必要1秒左右就能“鲤鱼打挺”，直接翻过来。

固然，筹划后的无人机，地形适应本领也非常强，包罗斜坡和差别路面都能进行翻身。
从斜坡来看，这架无人机在最高30°的斜坡上也能乐成翻身（凌驾30°会打滑）：

从路面类型来看，这个无人机在人行道、碎石路面、洒满木屑的地面等5种地形上都能达到100%乐成翻身的效果。
至于草地和沙地这种比力复杂的地形，乐成率也在20%~40%左右。

从筹划来看，相比于其他自适应机器人而言，“甲虫”无人机在筹划上要简便得多。
比方，“扶墙走”或是“变形”的自适应机器人，通常必要复杂的机器体系筹划；而参考蟑螂筹划的飞行机器人，又无法伸展机翼、提供升力。
至于寻常的无人机，为了防止翻倒所做的一些筹划，更是只能增长重量、低落动力。
但给无人机加上一对甲虫翅膀后，不仅能给飞机提供上升动力、调解位置，还极大地低落了筹划的复杂水平。
这让网友想到了Minecraft里面的鞘翅。作为一种飞行工具，鞘翅在滑翔时会向两边睁开。
现在，游戏中的效果已经在无人机上实现了。
团队先容
几名作者均来自瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的智能体系实行室。
实行室偏重于AI和机器人研究方向，包罗生物机器人、人机融合等。

实行室负责人是Dario Floreano，引用次数达到28341次，单篇论文最高引用次数2500+。

这篇论文的一作Charalampos Vourtsis，除了做机器人以外，也会制作一些3D打印项目和计算机视觉方向的东西，比方3D打印树莓派。

接下来，团队还想进一步优化这个无人机，使它成为一个“掩护壳”，掩护机翼在刮蹭时不受损。