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大疆首款「穿越机」再现速度与激情、仿昆虫机器人会翻跟头,无人机新进展来了!

本文作者:付静 2021-03-03 18:34
导语:如今,有着百年历史的无人机已不仅仅是为打击敌人而存在的飞行器了。

无人机最早出现于 20 世纪 20 年代。

据说在一战期间,英国的两位将军卡德尔和皮切尔向英国军事航空学会建议:

研制一种不需要人来驾驶,用无线电即可操纵的小型飞机。让它飞到目标区上空,向敌方投掷炸弹。

这一大胆的设想得到了英国军事航空学会理事长的赏识,也在某种程度上为无人机开创了先河,之后在越南战争、海湾战争、北约空袭南斯拉夫等过程中,无人机均被频繁用于执行军事任务。

如今,有着百年历史的无人机已不仅仅是为打击敌人而存在的飞行器了,航拍、农业、高空秀、宣传、快递运输、军事侦查、救灾、测绘、电力巡检等领域都能见到其身影。

前不久一架名叫「机智号」的无人机随着探测器将高通骁龙 801 和 Linux 系统一并带上火星,成为无人机领域的焦点。

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深圳经济特区 40 周年庆期间,上千架无人机在深圳上空演绎了一场华美的大型灯光秀。

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疫情期间,不戴口罩出门唠嗑的大妈大爷被无人机火速劝退。

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南京大学科学家设计了一个基于无人机的小型量子网络原型,成功将量子信号传递到了 1 公里外的自由空间,无人机摇身一变成了我们看不懂的应用。

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CES 2021 上,索尼高调宣布进军无人机市场,宣称其首个无人机产品 Airpeak 将是史上最小的搭载索尼 Alpha 无反相机的无人机,能在动态飞行中保证高画质影像。

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中国初创公司实现了用意念控制无人机,头往哪偏,无人机就向哪个方向飞。

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那么问题来了:除了上述应用,无人机还有哪些最新进展?

FPV 打造第一人称视角沉浸感飞行

2018 年 9 月,在世界海关组织协调制度委员会(HSC)第 62 次会议上,无人机被归类为「会飞的照相机」。众所周知,在消费级市场,无人机最为常见的应用之一正是航拍,而说起航拍,不少人都会想起一个品牌——大疆。

今天,雷锋网编辑就被大疆昨晚发布的最新产品 DJI FPV 刷屏了。

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先来感受一下。

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相比常规的无人机航拍画面,DJI FPV 的效果就像大疆的广告语:飞临其境。

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【图源 UP 主:甜甜tang】

对于这款新产品,有网友在观看宣传视频之后表示:

可以体验到在梦里被人/野兽追杀到悬崖边/高楼楼顶一跃而下的刺激感了。


不是航拍机,更像是人类视觉的延展。


无人机之中飞得最爽的,穿越机之中最容易上手的。


随时随地飞跃地平线。

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官网显示,DJI FPV 套装包括 DJI FPV 飞行器、DJI FPV 飞行眼镜 V2、DJI FPV 遥控器 2 及电池等配件,售价为 7999 元。

DJI FPV 只需要通过摇杆单手操作控制,其姿态会随着用户的手部动作变化,产生“人机合一”的既视感。

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视频显示,DJI FPV 共三种模式:

  • 普通模式:不论是操作还是画面,都类似于常规的无人机,支持障碍物检测与自主减速;

  • 运动模式:将产生前文那些让人肾上腺素急速飙升的画面,即支持第一人称视角操作,最大速度 27m/s,支持定速巡航;

  • 进阶手动模式:最大速度 39m/s。

值得一提的是,三种模式都支持「一键急刹悬停」,据说只要按下急刹悬停键,速度 72km/h 的无人机将会在 2 秒内实现悬停。

重量不足 1 克的无人机会翻跟头

就在中国厂商发布新品的时候,实验室里的科学家们也做出了无人机领域的最新科研成果。

2021 年 2 月 18 日,一篇题为 Collision Resilient Insect-Scale Soft-Actuated Aerial Robots With High Agility(具有高度敏捷性的抗碰撞昆虫级软驱动空中机器人)的论文发表于 IEEE Transactions on Robotics 期刊。

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该论文作者来自 MIT 电气工程与计算机科学系电子研究实验室(助理教授 Kevin Yufeng Chen 和博士生 Zhijian Ren)、香港城市大学生物医学工程系(机器人专家 Pakpong Chirarattananon)、哈佛大学工程与应用科学学院(博士生 Siyi Xu)。

科学家们设计的无人机长什么样呢?MIT 官网给出的图长下面这样。

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没错,这款无人机的设计灵感源于自然界中的昆虫。要知道,会飞的昆虫十分敏捷强壮,当在复杂的自然环境中飞行时,它们可以展示出侵略性的高难度动作(比如后空翻、快速逃脱和飞行中的碰撞恢复)。

正如 MIT 所说:

自然界中不确定性太多,可能有大风、可能有障碍物存在,但昆虫有着惊人的灵活性,这种特性会帮助它们在飞行中导航。

据了解,当前最先进的重量不足 1 克的微型飞行器(microaerial-vehicles,MAVs)主要由压电陶瓷等刚性驱动器提供动力,但问题在于断裂强度(120 MPa)和失效应变(0.3%)较低。

虽然目前的一些微型飞行器系统已经能够实现较高的升重比,但它们并未展示出类似昆虫的动作,如翻跟头或快速碰撞恢复。

基于此,MIT 助理教授 Kevin Yufeng Chen 及其团队建立了一个接近昆虫敏捷性的系统。

这款无人机的尺寸就像自然界中的昆虫那般大,重量仅仅 665mg,由一种新型的软性驱动器「介电弹性体致动器」(DEA)提供动力。

具体来讲,新型 DEA 实现了高功率密度(1.2 kW/kg)和相对较高的转导效率(37%),团队将 DEA 整合到系统中,执行器每秒可“扇动”近 500 次。

结果表明,团队设计出的空中机器人系统:

  • 具有较大的升重比(2.2:1),上升速度为 70cm /s;

  • 可在控制下实现悬停飞行;

  • 可在 0.16 秒内从飞行碰撞中恢复,顺便完成一个翻跟头的动作。

值得关注的是,MIT 表示:

它们能够承受真实世界飞行的物理痛苦。(withstand the physical travails of real-world flight)

团队认为,这款机器人未来或能帮助人类为农作物授粉,或是在狭窄空间内对机器进行检查。

可以肯定的是,不论是让人肾上腺素急速飙升的「穿越机」,还是灵活的昆虫级「空中机器人」,无人机领域有着广阔的想象空间。未来无人机还将如何发展,我们拭目以待。

引用来源:

https://www.dji.com/cn/dji-fpv?utm_source=baidu&utm_campaign=CN-brand-fpv-pc-launch-dji-fpv&utm_medium=paidsearch&bd_vid=7873674995175987809

https://ieeexplore.ieee.org/document/9357346

https://news.mit.edu/2021/researchers-introduce-new-generation-tiny-agile-drones-0302

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