靜電吸附讓無人機來去自由

2021-01-18 中科院物理所

摘要：各式各樣的無人機越來越多地在生產生活的各個領域發揮重要作用。最近發表的一項研究巧妙地利用靜電吸附，讓微型無人機能夠方便地在不同物體的表面降落和起飛。


各式各樣的無人機越來越多地在生產生活的各個領域發揮重要作用。最近發表的一項研究巧妙地利用靜電吸附，讓微型無人機能夠方便地在不同物體的表面降落和起飛。

各種無人機系統面臨的一大挑戰是飛行過程需要消耗大量的能量，因此無人機的持續工作時間和範圍都嚴重受到限制。克服這一難題的一個方法是讓無人機模擬鳥、昆蟲等動物，在不需要飛行的時候棲息在物體表面，從而節省能量。對於尺寸較大的無人機，我們可以通過加載一系列複雜的感應和機械系統，讓無人機較為平穩地降落在物體表面。但對於更小的無人機，例如翼展只有幾釐米的微型無人飛行載具，這種途逕往往很難實現。

來自美國的研究人員想到了靜電吸附作用。他們在無人機的頂部安裝上電極。當無人機需要暫時停留時，只需要讓無人機頂部靠近要停留的表面，再接通電路使得無人機表面帶電。由於靜電感應現象，要停留的物體表面產生與無人機表面相反的電荷，正負電荷的吸引作用能夠將無人機牢固吸附在物體表面。而電路斷開後，靜電吸附不復存在，無人機又可以重新起飛。

微型無人機利用靜電吸附在不同物體表面降落和起飛（圖片引自原論文）

微型無人飛行載具由於重量輕、成本低廉，因此具有許多更大型的無人機無可比擬的優勢，而這項新的研究無疑會讓這一類無人機如虎添翼，更好地為我們服務。


論文：Perching and takeoff of a robotic insect on overhangs using switchable electrostatic adhesion


來源：科學公園


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