Cnbeta 04月26日 03:17
受鼯鼠启发的无人机使用可伸缩机翼来控制飞行姿态
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韩国浦项科技大学研发的仿生无人机,通过模仿鼯鼠的飞行方式,在传统四轴飞行器的基础上增加了可伸展的硅胶膜机翼。这种设计使得无人机在需要时可以迅速减速和改变方向,从而提升了飞行机动性。研究人员还开发了基于人工智能的推力翼协调控制(TWCC)系统,进一步优化了螺旋桨和机翼的协同工作,提高了无人机在复杂环境下的导航能力,例如在模拟森林障碍赛道中的成功率高达90.5%。

🐿️ 仿生设计:该无人机模仿鼯鼠的飞行方式,在四轴飞行器的基础上增加了可伸展的硅胶膜机翼,这种设计使得无人机能够更灵活地控制横向动量。

⚙️ 结构与工作原理:无人机采用四轴布局,中央机身搭载电子设备,两侧的前臂和后臂之间有受鼯鼠启发的硅胶膜机翼。巡航时机翼折叠,需要减速时展开,通过气动阻力发挥制动力。

🚀 TWCC系统:研究人员开发了基于人工智能的推力翼协调控制(TWCC)系统,通过改善螺旋桨和机翼之间的协调来提高无人机的机动性。在计算机模型模拟中,TWCC技术使无人机在障碍赛道中的成功率显著提高。

🔬 实验结果:在模拟森林障碍赛道中,配备TWCC技术的无人机成功率高达90.5%,而无翼无人机和固定翼无人机的成功率分别仅为9.52%和19%。

即使是最灵活的四轴飞行器,在快速飞行时也难以控制横向动量,这限制了它们的机动性。一款实验性无人机以仿生方式解决了这个问题,它可以根据飞行需要伸展类似鼯鼠的膜状机翼。

这款微型飞行器由韩国浦项科技大学(POSTECH)的 Dohyeon Lee、Jun-Gill Kang 和 Soohee Han 共同研发,大多数情况下飞行方式与普通四轴飞行器类似。它采用常见的四轴布局,中央机身装有电子设备,周围环绕着四个螺旋桨叶。

然而,在两侧的前臂和后臂之间,各有一个受鼯鼠启发的硅胶膜机翼。巡航时,这些机翼保持折叠状态,使无人机保持相对流线型。

当需要突然减速时,机翼会通过伺服驱动的四连杆机构(每片机翼一个机构)同时展开。同时,无人机尾部会下沉,使迎风机翼通过气动阻力发挥最大的制动力。

然后,飞机可以继续在原地悬停,向另一个方向起飞,或者利用机翼滑翔着陆。

在下面的视频中,您可以看到无人机像鼯鼠一样飞行。

虽然该无人机的初始版本是在 2023 年创建的,但科学家们现在已经开发出基于人工智能的推力翼协调控制 (TWCC) 系统,该系统通过改善螺旋桨和机翼之间的协调来提高机动性。

在计算机模型模拟中发现,TWCC技术可使无人机绕过类似森林的障碍赛道,成功率高达90.5%。相比之下,无翼无人机和固定翼无人机的成功率分别仅为9.52%和19%。

这项研究的论文最近已在arXiv上发布。

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