這隻無線電仿生機器人能像鳥一樣飛,還可自動規避障礙物

2021-02-15 大數據文摘

大數據文摘出品

編譯：白浩然

如果你看到這群正在飛的機器人，可能不敢相信。它們靈巧，敏捷，甚至可以轉圈和急轉彎。

它叫BionicSwifts。通過與基於無線電的室內GPS交互，五隻人工燕子可以在既定的空域內以協調和自主的方式進行移動。

基於自然模型的超輕飛行器

設計機器鳥時的重點是使用輕質結構，就像它們的生物學原型一樣。在這一點上工程技術與自然技術是一樣的：移動的重量越小，材料的使用和能耗就越低。因此，仿生鳥的體長為44.5釐米，翼展為68釐米，僅重42克。

基於空氣動力學的羽毛能幫助更有效地飛行

為了儘可能和鳥一樣執行飛行動作，機翼以鳥類的羽毛為模型。單個薄片由超輕，柔軟但非常堅固的泡沫製成，並像木瓦一樣彼此疊放。它們連接到碳纖維套筒上，並像自然模型一樣連接到實際的手和手臂。

在機翼向上衝程期間，單個薄片會扇出，以便空氣可以流過機翼。這意味著鳥只需要較少的力量即可將翅膀拉起。在向下衝程期間，葉片會關閉，因此可以產生更多的飛行動力。由於機翼具有仿生的特點，BionicSwifts的飛行性能比以前基於機翼跳動的驅動器的更好。

在最狹小的空間內進行功能集成

鳥的身體包括支持機翼拍打機理的緊湊結構，通信技術，機翼拍打的控制部件以及電梯，也就是機尾。無刷電機，兩個伺服電機，電池，變速箱以及用於無線電，控制和定位的各種電路板都安裝在很小的空間中。

電動機和機械裝置之間的智能交互可以完成許多功能，例如針對各種動作精確調整機翼的跳動頻率和尾翼的迎角。

使用GPS協調飛行動作

具有超寬帶技術（UWB）的基於無線電的室內GPS可實現BionicSwifts的協調和安全飛行。為此，在一個空間內被安裝了多個無線電模塊。這些錨點彼此定位來定義受控的空域。每隻機械鳥也都配備了無線電標記。這會將信號發送到錨點，然後錨點可以確定鳥的位置，並將收集到的數據發送到充當導航系統的中央主計算機。

這可用於路線規劃，以便預先設置仿生鳥的飛行路線。如果鳥類由於風或高溫等環境影響的突然變化而偏離既定飛行路線，它們就會立即自行校正飛行路線並自動進行幹預，而無需人工駕駛。即使目視接觸部分受到障礙物的阻礙，無線電通信也可以實現精確的位置檢測。使用UWB作為無線電技術可確保安全無故障的運行。

內部物流的新動力

飛行物體和GPS路線的智能聯網使3D導航系統可以在未來的聯網工廠中使用。物料和貨物流的精確定位可以改善工藝流程並預測瓶頸。此外，可以使用自動飛行機器人來運輸物料，從而優化具有相關飛行走廊的工廠內的空間利用率。

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https://www.festo.com/group/en/cms/13787.htm

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