提起無人機，很多人第一個想到的肯定是大疆，這個無人機領(lǐng)域的蘋果真的將無人機這個小玩意打造的完美又可愛。但我們今天談?wù)摰闹攸c不是大疆，而是一個能真正引領(lǐng)著整個無人機領(lǐng)域技術(shù)變革的大神級人物Vijay Kumar教授和他的團隊正在開發(fā)的無人機們。
相信很多人和我一樣，認為無人機是是空氣動力學(xué)和機械結(jié)構(gòu)等等人類智慧的完美結(jié)晶，與仿生的關(guān)系其實并不大。但是Vijay Kumar教授的一個執(zhí)念便是，將他們的小小無人機群打造的和蜜蜂一樣聰明。
上圖是其團隊最新發(fā)表在IEEE上的文章里的無人機，這些小無人機相互碰撞在一起的感覺像極了幾只蜻蜓在嬉戲。這些無人機之所以能做到碰撞之后能如此靈活，便是Vijay Kumar教授效法自然的結(jié)果。
如何將感應(yīng)器和算法結(jié)合起來，讓無人機實現(xiàn)避障，是機器人領(lǐng)域一個老大難的問題。而蜜蜂在面對避障問題的處理辦法似乎簡單很多：它們只管往前飛，根本不用擔心撞到別的東西，即使撞到了，只要聳聳肩繼續(xù)往前飛就好了，因為大多數(shù)情況下都“不會有事兒的”。
因此與其提前做好精準的避障措施，不如給無人機裝一個減震結(jié)構(gòu)。因此他們給每架小型無人機安裝了一個減震結(jié)構(gòu)，它由熱固化的紗質(zhì)材質(zhì)構(gòu)成，包含了1萬2千股碳纖維，不僅重量輕，碰撞之后還能自動復(fù)原。
在此基礎(chǔ)上，賓大的無人機不僅能將碰撞的威力減小到最低，還能像燕子一樣穿越狹小空間時有序安全的通過。小無人機的這個特性除了效仿蜜蜂還依賴于我們?nèi)祟惖牧硪粋€老師——螞蟻。螞蟻和人類的控制理念不同，他們沒有中央控制系統(tǒng)，卻也能相互配合的完成很多復(fù)雜的工作。
據(jù)Vijay Kumar教授的觀察，上圖中的螞蟻，能夠有效協(xié)同的搬運重物，是因為小螞蟻們在遵循三個重要的原則：獨立自主，蟻群不受任何“中央命令”的控制，每只螞蟻都按照自己的本能做事；臨近感知，單只螞蟻的行為根據(jù)自己的“鄰居”的行為作出調(diào)整；匿名，單只螞蟻對自己的“鄰居”是誰并不清楚，因此無論“鄰居”換成誰，都不會對自己的行為造成影響。
這些原則應(yīng)用到復(fù)雜的控制原理中，賓大的無人機團隊便創(chuàng)造出了一批聽話、能協(xié)同作業(yè)、并且飛創(chuàng)聰明的無人機團隊。
自然界的蜜蜂還有一個優(yōu)點：即使它不知道一個障礙物究竟長什么樣，當它經(jīng)過這個障礙物時便能大致描繪周圍的環(huán)境，而當大量的蜜蜂經(jīng)過這里時，他們甚至能靠蜂群的位置完整的繪制出障礙物的圖像。
在這個理念的基礎(chǔ)上，賓大的團隊讓他們的小無人機過木樁，并在此基礎(chǔ)上預(yù)測當這些小無人機數(shù)量龐大時，便能描繪出障礙物的形狀了，這些形狀至少是二維的。
此外，除了這些仿生學(xué)的研究，賓大團隊也在做一些其他方面的嘗試。比如讓這些小的無人機排列組合成各種形狀。像超能陸戰(zhàn)隊了集群機器人那樣，彰顯人多力量大的好處。
這些“集群”機器人也已經(jīng)能完成一些簡單的動作了，比如平穩(wěn)的將咖啡端起來并傳送到其他地方。
這樣他們將本來需要很多傳感器的無人家，簡化成了相對愚蠢但更加廉價、具有成本效益的可靠無人機。這些無人機相比于目前市面上動輒幾千塊的消費級無人機其應(yīng)用場景顯然更為寬廣。Vijay Kumar教授自己也透露，相比于產(chǎn)業(yè)化，他更加關(guān)注將無人機推廣到更多實用的場景中，從娛樂升華到農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、抗震救援等等人們更加需要它的地方。
期待有一天，這種手掌大小的無人機成本越來越低，當他們足夠廉價時，真正的集群無人機時代就真正來臨了。
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