〔編譯陳成良/綜合報導〕瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)和加州大學爾灣分校(UC Irvine)的研究人員研發出一款可在崎嶇地形起降的定翼無人機RAVEN(Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple ENvironments),意為「多重環境適應型機器人鳥類載具」。這款無人機捨棄了傳統的起落架,改採一對仿鳥類關節腿,使其能夠行走、跨越障礙物,甚至彈跳起飛,無需跑道。
科技網站《物理學家組織》(PhysOrg)報導,雖然四軸無人機在起降地點的選擇上更具彈性,但它們大多使用四個馬達,能源效率不如只用一個馬達搭配滑翔飛行的定翼無人機。為了拓展定翼無人機的功能,研究人員從烏鴉和渡鴉等鳥類汲取靈感。這些鳥類可以用細長的雙腿輕鬆在地面移動。這項研究成果已於上週發表於《自然》(Nature)期刊。
然而,要在不增加無人機重量和減少續航力的前提下,以機械方式重現鳥類腿部的力量和功能並非易事。這需要結合「數學模型、電腦模擬和實驗迭代」。
最終設計出的仿生腿結合了彈簧和馬達,模仿「強大的鳥類肌腱和肌肉」,而簡化的腳則使用「兩個關節結構」加上具有被動彈性關節的腳趾。這些腳趾不僅能防止RAVEN不斷「 face planting 」(機頭朝下撞擊地面),對於行走和讓無人機以正確的攻角起飛也至關重要。
利用腿部實現短距離起降的定翼無人機並非全新概念。2019 年,南非一家名為 Passerine 的新創公司展示了一款名為 Sparrow 的無人機,它使用一對彈簧腿彈跳起飛。RAVEN 的獨特之處在於其腿部設計的複雜性,使無人機能夠穿越崎嶇地形、跳躍間隙、跳上高達 25 公分(10 英吋)的障礙物,並且能夠彈跳起飛。
RAVEN 的運作範圍不僅限於傳統輪式起落架所需的機場或平坦表面,也不需要人工干預即可再次升空。它能夠降落在人類難以進入或危險的區域進行探勘,然後自行移動到安全的地點起飛。而且,它完成所有這些動作所消耗的電力比四軸無人機更少,因此續航力更佳。