一種新型的微型無(wú)人駕駛飛機(jī)的拉力比它本身的重量大得多。
微型無(wú)人機(jī)小巧、快速、靈活，但其能施加的力量卻微乎其微?，F(xiàn)在，情況有所改變。斯坦福大學(xué)和瑞士EPFL的科學(xué)家們創(chuàng)造了一種內(nèi)置絞盤(pán)的微型無(wú)人機(jī)，它能夠舉起自身重量40倍的重物，并執(zhí)行簡(jiǎn)單的機(jī)械任務(wù)，如開(kāi)門(mén)。
斯坦福大學(xué)(Stanford University)機(jī)械工程師馬修•埃斯特拉達(dá)(Matthew Estrada)和他的同事駕駛一架無(wú)人機(jī)飛到一座部分倒塌的建筑前，機(jī)器人將自己固定在混凝土懸垂物上，將一個(gè)重達(dá)200克的負(fù)載量抬離地面，用攝像機(jī)觀察廢墟。
另一對(duì)無(wú)人機(jī)組隊(duì)打開(kāi)了一扇沉重的門(mén)。一個(gè)機(jī)器人在門(mén)把手上掛了一個(gè)環(huán)，把自己粘在門(mén)把手上，然后把門(mén)把拉下來(lái)。另一架無(wú)人機(jī)在門(mén)下塞了一個(gè)彈簧鉤，用一排微棘齒咬進(jìn)地毯，把門(mén)拉開(kāi)。
研究人員報(bào)告說(shuō)，這種無(wú)人機(jī)附著在一個(gè)表面上，用一根電纜將其質(zhì)量高達(dá)40倍的物體卷起來(lái)。與其他飛行機(jī)器人相比，這是一個(gè)顯著的進(jìn)步，因?yàn)樗鼈兺ǔ２荒軘y帶比自身重量重的物體。10月24日發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》(Science Robotics)雜志上的這款手掌大小的新型飛行器可以在工廠工作，也可以幫助探索和搜救任務(wù)。
每架重達(dá)100克的四軸飛行器都配有壁虎式粘合劑或類(lèi)似于小魚(yú)鉤的微棘，幫助它附著在各種表面上。在將纜繩系在物體上后，無(wú)人機(jī)飛向目的地，將自己錨定在著陸地點(diǎn)，并使用機(jī)械絞車(chē)將貨物拉入。這一系列事件使得無(wú)人機(jī)能夠在飛行中運(yùn)送太重的物體。
設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是在無(wú)人機(jī)底座上使用粘合劑：用于挖掘粗糙材料(如灰泥，地毯或碎石)的微型硅，以及用于抓玻璃的脊?fàn)罟枘z(受壁虎腳形態(tài)的啟發(fā))。微型硅和脊?fàn)罟枘z僅能粘附在單方向的表面上，這意味著其可以輕易分離。有了這些，盡管微型無(wú)人機(jī)的質(zhì)量為100克，其能施加40牛頓的力或舉起4公斤的重物(約8磅)。
斯坦福大學(xué)生物仿生學(xué)和靈巧操作實(shí)驗(yàn)室的博士生馬修埃斯特拉達(dá)(Matthew Estrada)表示，該設(shè)計(jì)靈感源于大自然，他是該論文的共同作者。該團(tuán)隊(duì)將小型飛蟲(chóng)視為最接近微型無(wú)人機(jī)的飛行昆蟲(chóng)，并研究了黃蜂如何移動(dòng)比自己更重的獵物。
埃斯特拉達(dá)告訴The Verge，“黃蜂經(jīng)常會(huì)抓住大型獵物并將其移回巢穴。但若其沒(méi)有足夠的肌肉力量帶著獵物飛行，他們必須將獵物拖到地面上，用爪子抓住并一點(diǎn)點(diǎn)地移動(dòng)它。”這些裝有絞盤(pán)的微型無(wú)人機(jī)名為FlyCroTugs，工作方式完全相同。
這種微型無(wú)人機(jī)有什么用途呢？至少可以開(kāi)門(mén)。盡管埃斯特拉達(dá)指出，其團(tuán)隊(duì)攻克時(shí)的過(guò)程十分艱難。他們必須建造一個(gè)適合門(mén)把手的鉤子，并花費(fèi)數(shù)分鐘正確排列無(wú)人機(jī)。埃斯特拉達(dá)說(shuō)：“這很有挑戰(zhàn)性，因?yàn)楸仨毚_保步驟正確。”
然而，這只是一個(gè)概念證明，我們可以創(chuàng)造操縱性微型無(wú)人機(jī)的想法十分誘人。一次性低價(jià)無(wú)人機(jī)團(tuán)隊(duì)可以在未來(lái)一起工作，如在災(zāi)難中為大型機(jī)器人清理瓦礫。大多數(shù)小型飛行物通過(guò)這些機(jī)制實(shí)現(xiàn)與環(huán)境的互動(dòng)，微型無(wú)人機(jī)正在學(xué)習(xí)相同的技能。
在未來(lái)，重型無(wú)人機(jī)團(tuán)隊(duì)可能會(huì)幫助在倉(cāng)庫(kù)里拖貨，在工廠里轉(zhuǎn)動(dòng)閥門(mén)，或者在災(zāi)區(qū)清理廢墟。
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