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美国海军研究种子荚式无人传感器

这种枫树种子,像其他撒玛利亚式的种子荚一样,为其宝贵的有效载荷提供了一个温和的缓慢下降。受这一过程启发的无人机可以成为高效、灵活的滑翔机。(Peter van der Sluijs via wikimedia commons/(CC by-SA 3.0))。

什么是种子荚(seedpod)式的有效载荷投送系统?

仿生学是制造受生命形式启发的机器人的领域,通常着眼于动物的活动性,但新加坡理工大学机器人学家的一个项目却转向植物寻求灵感。该项目将五架无人机滑翔机绑在一个单一的安全带中,可以在一个区域内轻轻地投送一批小型机器人,就像一棵树将潜在的后代释放到风中一样优雅。

在深入研究这项目的细节之前,值得注意的是,美国海军研究办公室(ONR)和美国国家航空航天局已经投资于“蝉式可消耗滑翔无人机群”作为传感器平台。凭借廉价的电子设备和投送能力,滑翔无人机可以覆盖一大片领域,可以提供从气象数据到化学或生物武器检测的一切信息。在当前的开发项目中很少有这样的系统,尽管在过去的十年里ONR一直在寻求开发蝉。

所有这些都使得“翅果自动旋转翼协同分离降落的动力学和控制”如此有趣。虽然现有的蝉式无人机大多是被动滑翔机,但它们仍然通过各机翼上的惯性导航和控制襟翼(如传统的飞机或滑翔机)来操纵到位。与此同时,翅果自动旋转的翅膀只在它们的单翼设计上增加了一个襟翼,机器人学家发现这足以有效地控制飞行器的缓慢下降。

同时,五架萨马拉无人机可以连接在一个发射装置中,作为一个整体下降并转向,直到每个吊舱自由旋转并找到一个新的适当的着陆地点。

如IEEE频谱中的文献所述,该设计的优点之一是能够垂直下降,这可能适用于特定的地下环境或森林中的空地,因为承载萨马拉无人机的有效载荷可以下降到树木的高度以下,然后分布到其他难以监视的角落和缝隙中。目前,萨马拉无人机的有效载荷限制在30克左右,很可能足以容纳一个小型传感器。

虽然研究人员专注于改进无人机的控制和速度,但有兴趣利用这种形式所提供的下降可能性的军事规划者和设计师可以考虑通过种子荚旋转来投送有效载荷。比如一个传声器,它能从山洞的入口处传来它能听到的声音;或一个跟踪从树梢树冠下移动的摄像头,可以捕捉人、车辆或野生动物移动的热传感器。窃听本地短程传输的无线电信号。