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只需1秒,无人机就能平地翻跟头

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发表于 2021-8-7 11:16:49|来自:中国浙江湖州 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。
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