不怕撞墙、不怕摔的充气四轴无人机来啦！
天天汽车
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2023-05-01
撰文 | 小魔
拜科技力量所赐，如今的四轴无人机对于人们来说早已经不再陌生，它们能用来航拍、送货、喷洒农药、野外救援，甚至是还能变身军用杀伤性武器。
然而四轴无人机的用途虽然越来越广泛，却并不代表它很好驾驭。事实上，如果你曾经尝试过控制四轴无人机，就会知道“驯服”它们并没有想象得那么容易。
如果没有经过系统性训练，那么你与四轴机器的亲密接触往往都会以撞墙、撞树或撞上其他东西而告终……
太多四轴无人机在拍下它的第一张航拍照片之前，就因为机主的各种误操作导致报废牺牲。如果这些无人机能为自己发声，想必除了要换个靠谱的操控者，可能它们更大的心愿就是要换副更耐摔的身体吧。
也许是“听到”了来自阵亡四轴无人机的心声，美国亚利桑那州立大学的科学家最近开发了一种实验性的新型充气式无人机，该无人机被称为SoBar（意为软体空中机器人）。
它最大的优点就是不会因为操作不当而坠机，因为当SoBar在飞行中撞上了障碍物时，它会把自己反弹回空中，而且为了不使自己落地坠毁，无人机还能通过特制的抓手抓住某些固定物。
和普通的四轴无人机一样，SoBar无人机也是采用坚硬的电子元器件为基础，但它与前者的最大区别在于其四个螺旋桨臂都是由可充气的聚氨酯涂层尼龙密封织物构成。
这种充气的软体机臂可以根据需求调节软硬度，有效吸收意外敲击和重击造成的冲击伤害，据说科研人员是从鸟类的薄壁空心骨中获取的这个灵感。
此外，该无人机还特地将四个机臂的外端设计得比上面的螺旋桨要长出一截。这样当SoBar遭遇到表面垂直的障碍物比如墙体时，首先与墙面发生碰撞接触的就是软软的机臂，SoBar会在第一时将自己反弹开，而不是撞坏自己的螺旋桨。
除了要避免碰撞伤害，研究团队也考虑了坠落损毁的问题，为此他们还在SoBar的底部配备了一个栖息抓手，该抓手由钢片弹簧制成，并被包裹在一个充气的尼龙套筒中。
抓手的作用在于当无人机穿越树林时，它可以帮助SoBar牢牢地“坐在”树枝或其他物体上面——这意味着无人机可以无限期地栖息在一个地方，而不会因为悬停消耗尽电池电量造成坠机，这种接触反应式的栖息对于无人机执行野外持续行动非常重要。
当抓手被用力压在树枝等物体上时，原本呈扁平状的弹簧就会自动弹下并扣住它。一旦无人机需要继续飞行时，一个集成的执行机构就会给抓手的套筒充气并使其变硬，抓手里的弹簧也会由此恢复到扁平状结构来将无人机释放。
据悉，这个抓手只需要大约3毫秒就能抓住物体，并用不到3秒的时间释放自己，而且它本身也不需要使用任何电力来维持张开或抓紧状态。
根据这项研究的首席研究员、亚利桑那州立大学工程学院副教授兼机器人专家张文龙的说法：“我们看到无人机被用来从高空评估损失，但它们却并不能真正在倒塌的建筑物中进行导航。
它们坚硬的框架使其在碰撞中无法产生弹性，因此当无人机撞到失事结构中的柱子、横梁、管道或电缆往往是灾难性的。它们会发生坠机，并且无法被修复。”
执行搜索和救援任务使用的一系列设备，从热成像到音频传感器，通常都是以无人机作为载体。然而当前设计固有的脆弱性以及灵活性的缺乏，却大大限制了小型四轴无人机在救援场景中的使用。亚利桑那州立大学的研究小组正是希望通过他们新的SoBAR设计来改变这一现状。
张文龙表示：“我们需要改变避免与环境接触的固有做法，空中无人机需要承受撞击和颠簸才能发挥其搜索和救援行动的潜力。柔软的机身不仅可以吸收冲击力，提供碰撞弹性；它还提供了栖息等动态操作所需的材料顺应性。”
接下来，该团队表示，他们将努力最大限度地提高无人机的能源效率，并减少其对周围环境的影响。
未来如果这些技术能得到量产应用，SoBar可能会在灾难现场的搜索和救援等工作中发挥重大作用，毕竟在这些应用场景中，不怕碰撞的软体无人机更容易飞过充满瓦砾或其他残骸的狭窄空间。同时，它还可以用于监测森林火灾以及军事侦察活动，甚至是探索其他星球的表面。
当然，如果能应用在民用无人机领域比如航拍器上，它应该也能帮操控水平不太行的飞友省下不少购新机的资金。【iDailycar】
