給無人機裝上羽毛,就可像鳥一樣自由伸展「翅膀」了

受昆蟲翅脈結構的啟發,EPFL 研發一碰撞就變軟的超強抗摔無人機
想摔都摔不壞的無人機
即使是抗摔能力一流的無人機,也經不起多次的折騰,但最近,瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的研究員們設計了一種雙剛度(dual-stiffness)的無人機結構框架,在進行多達 50 次測試實驗后,依然完好無損。
通常情況下,耐摔的無人機無非就是加固了無人機硬件的材質,比如連汽車碾壓都不怕的 Nimbus 無人機,正是采用了高強度碳纖維材料。

也有不少廠商會給無人機加上堅硬的框架以保護關鍵的元器件,瑞士的 Flyability 公司甚至直接給整個無人機套上了防護罩,但多一層保護也就意味著多一份重量,會增加電池負荷。

除了來「硬」的,也有一些團隊嘗試使用柔性材料來構建無人機,在遭受撞擊時能「吸收」沖擊力,比如,造型蠢萌的氣球無人機 Ballooncam、瑞士球型軟體無人機 Skye、被稱為「無線風箏」的無人機 Sf-1 等,但軟體材料降低了無人機的結構穩定性,因此難以適應復雜的天氣情況。
EPFL 的研究員們在研究昆蟲翅膀時發現,昆蟲飛行中會經常撞到各種各樣的障礙物,同時翅膀還保持著高頻率的振動,翅膀也不會受到損傷,這得益于昆蟲靈活的翅脈,它就像骨架一樣能起支撐、加固的作用,在受到沖擊時會發生變形來緩沖受到的沖擊力。
因此 EPFL 的研究員們另辟蹊徑,創造出了一種雙剛度,將「硬」與「軟」結合的無人機結構,其「軟」在無人機的四條框架,它是由柔性且只有 0.3mm 玻璃纖維制成,而「硬」的核心在是中心模塊,周圍包裹著一圈磁性材料。

在正常飛行時,磁性能鎖住無人機框架保持剛性實現高效飛行,一旦碰撞發生,整個柔性框架會從這個磁性材料上彈開,使整個系統處于柔性狀態以吸收碰撞時產生的能量,而當碰撞能量被抵消后,無人機上會將彈性框架拉回重新吸附在磁性材料上。
另外,這種結構不僅適用于無人機領域,「剛」和「柔」這兩種特性還能使機器人變得更加靈活高效,在人機交互中也能極大提高安全性,應用在機器人領域中可大放異彩。
而這也不是 EPFL 研究員第一次在動物身上尋找設計靈感,在去年底,他們發現鳥類能調整自己翅膀的大小和形狀來適應飛行,同理根據鳥類的雙翼結構設計了一款帶羽毛的無人機,其關節還能折疊運動,在飛行時,無人機的機翼就像鳥兒的一樣,能自由地伸展和收縮。
不少發明創造都是來源于大自然的啟示,要不然怎么說自然界的生物才是最偉大的發明家呢!
我可能發現了一個假無人機.... 現實版“魁地奇”大賽走起!