洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员从壁虎身上汲取灵感,开发出一种无人驾驶飞行器,它的机头上翘,可以撞向垂直的电线杆,然后将机翼缠绕树干栖息。PercHug 可用于检查和监视任务。
PercHug 无人飞行器撞向电线杆和树木,被动过渡到垂直方向,然后缠绕机翼栖息
来自瑞士联邦理工学院(EPFL)智能系统实验室的团队指出,多年来已经开发出了许多受自然启发的无人机栖息方法,包括使用爪子、刺和抓手。但是,PercHug 项目的重点是再次以自然为出发点,提出一种在建筑和自然环境中的垂直杆上着陆的被动方法。
最近发表的一篇关于该项目的论文指出:"壁虎在自然栖息地表现出一种非凡的树干着陆策略。它们头朝下撞到树干上,然后全身旋转,后肢和尾巴着地使旋转停止"。
受这种迫降技术的启发,研究小组开发了一种带刚性尾翼的有翼无人机,它采用发泡聚丙烯制成,总重 550 克(19 盎司),翼展 96 厘米(37.7 英寸)。这架无畏的飞行器可以轻盈地飞翔,直到用它形状优美的机头撞到电线杆或树上。
其前端上翘的弧度有助于无人机从水平飞行调整到栖息所需的垂直位置,并将机身平推到电线杆表面。在受到冲击时,闩锁系统会被动释放拉力线,使分段机翼在飞行过程中保持打开状态。然后,扭转弹簧将机翼拉到电线杆周围,将无人机固定到位。
研究人员在实验中手动发射了 PercHug 无人飞行器,发现在外表面添加钩子有助于抓地和栖息
"我们的解决方案避免了增加机身质量和复杂性的专用栖足结构,而是选择了一种利用现有无人机元件的两用策略,"论文解释道。"这包括使用前肢(机翼)紧贴电线杆,并保持质量中心靠近电线杆,以最大限度地减少俯仰效应。在自然界中,使用长尾对着陆和休息也很有效"。
在测试该设计的实验中,无人驾驶的 PercHug 由人工投掷并瞄准树木。研究小组发现,即使机翼缠绕在树干上,机器人也会经常滑落,而不是停留在原地。安装可拆卸的挂钩有助于缓解这一问题,并使栖息更加成功。
研究人员说,他们的项目为"推进栖息技术奠定了基础,并为开发适用于各种应用的多功能机器人系统铺平了道路"。潜在用途的例子包括:在不对人类工人造成危险的情况下检查复杂或高大的建筑物、评估基站等具有挑战性的基础设施、按需监视行动或环境监测,以及远程研究野生动物的行为以支持保护工作。
有关 PercHug 项目的论文已发表在《通信工程》杂志上。