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澳洲实验室新成果:给微型无人机装上“猫须”,令飞行更安全

核心提示:对于很多猫科类动物而言,胡须是它们上蹿下跳运动敏捷的关键因素,最近科研人员受此启发制造出了一款应用在无人机上的胡须,为无人提供微型、便宜而又灵敏的传感设备,使得小型无人机能够更安全的飞行。

我们都知道喵星人可爱的脸上长着茂密的胡须,不只是猫咪,大狗、海豹、老鼠甚至是一些鸟和鱼也长着这样的胡须。

这些胡须最主要的目的当然不是显得喵星人很智慧,它可以引起眨眼的反射保护猫的眼睛,也可以辅助喵星人判断环境,当然还有极其重要的一点就是可以通过侦测气流的变化起到导航作用。

胡须对喵星人极其重要,没了胡须怎么当一只灵活的肥猫。

受到喵星人的启发,一直热衷各种模仿的机器人学家研究出了一款应用于无人机的胡须——新型晶须传感系统。

上个月在ICRA,来自澳大利亚布里斯班昆士兰大学的Pauline Pounds展示了这样一款微小、便宜而又灵敏的传感器系统。

这套系统能够感知环境,以便无人机能够机动的避免诸如湍流的危险,研究人员的目标是在黑暗、尘土飞扬或烟雾弥漫的空间中使得微型飞行器能够安全的飞行。

我们可以看到这些晶须阵列非常敏感,任何轻微的风吹草动都逃不过它的法眼。实际上它可以检测到低至3.33微牛顿的力,这使得研究人员不得不在实验室屏住呼吸,因为一旦呼吸稍有用力就会在测量时严重的干扰到晶须阵列的测量。这不禁令小编想到:“不准说话,你吵到我用TNT了”。

正是这种灵敏度使得晶须阵列能够探测到物体在移动过程中所产生的空气流,虽然不能立即使无人机实际停止,但当然可以及时采取其他措施保护自己,如切断电机的动力。晶须也可用于测量流体流量(代表通过空气的速度),当然,在低速时它们也可用作接触传感器。

整个晶须阵列的制作也比较简单,将一团ABS塑料加热后拉成像太妃糖一样的细长纤维。每个晶须底部的ABS斑点粘在3D打印的负载板上,负载板又连接到三角形排列的力垫(实际封装的MEMS气压计)。四晶须阵列的材料成本约为20美元,重量仅为1.5克。

对于便宜的机器人,任何在黑暗,多尘或烟雾环境中运行的小型机器人都可以利用这些传感器,避免使用更昂贵的相机和激光雷达系统。

当然,这也不是机器人学家第一次为机器人生长“胡须”,早在2013年,一款名为Shrewbot就配备了一脸的“胡须”。

不过那时的机器人希望通过触摸周围的世界进而绘制出一份地图,这项技术被称为—— 触觉同步定位和映射。

该机器人有一组18个独立驱动的晶须,安装在3个自由度的颈部,连接到全方位驱动的移动平台。Shrewbot能够通过数百(或数千)个不同的组合接触墙壁,然后像盲人触摸世界那般构建自己的地图。

图中蓝线显示机器人的实际位置,而红线显示机器人认为的位置。请注意,当机器人进行更多的接触时,红线与蓝线的匹配程度将更进一步。

不过再画个地图是什么的还是太过无聊,对于撸猫爱好者来说,摸起来舒服才是硬道理

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