DARPA 用紙造了架無人機,不用動力系統也能運送救援物資

雷鋒網 於 16/01/2017 發表 收藏文章
我們先來思考幾個問題,一架無人機如果沒有動力系統還能叫做無人機嗎?

根據百度百科對無人機的定義:是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。其中並沒有對飛機的動力有所要求(當然,大家也都是默認飛機是需要動力系統的),所以,如果一個無人機本身不帶動力系統也是可以的。也就是説,裝上遙控設備的紙飛機也可以叫做無人機。

把動力系統摘除之後,無人機還能飛嗎?
能。

紙製、固定翼、無動力

美國國防部先進研究項目局(Defense Advanced Research Projects Agency,下簡稱DARPA)和最近資助的一家創新公司Otherlab合作研究了一種新型無人機,不僅簡化到沒有動力系統,甚至連整個機身都簡化成了一次性的。

先看看這架無人機的外形。


可想而知,因為沒有動力系統,靠風才能浪的固定翼成為了這架無人機的唯一選擇。

機身設計看上去有點像派諾特在今年推出的固定翼航拍無人機Parrot Disco,只不過比後者要粗糙了很多,因為這家無人機採用了一種”特殊“的材料——紙。

隨着近幾年無人機的快速發展,製造無人機的材料也不斷的多元化起來,各種防撞材料、防水材料、抗腐蝕材料等等,各家廠商都是本着”怎麼抗造怎麼來“的原則給自己的無人機選材,而之所以DARPA這次研究的新無人機選擇了脆弱的紙張,是因為其特殊的定位——救援無人機,為戰場或災區運送救援物資。

一次性救援

無人機除了用於航拍、植保等常見領域之外,在戰地、災區救援時也能發揮至關重要電動作用,在路況不佳的災區或遇到緊急情況的時候,無人機能夠更快速高效的到達普通交通工具無法到達的地方,並將食物、藥品的災區急需的補給物品送到指定的地點,大大解決了災區物資缺乏的問題。

但是就救援無人機本身來説,還是有一些缺陷的。

首先,續航能力。

從目前流行的四軸無人機來説,別説救援,續航連專業航拍可能都達不到很多人的要求,鋰電池是無人機行業一條不可逾越的鴻溝,更何況救援無人機在執行任務的時候還需要荷載一定重量的物品,通常情況下,其執行任務的環境也不會太好,所以續航自然會縮水不少。

另外,就算用固定翼也有一個比較煩的情況:救援無人機的任務範圍一般都會限定在其最大航程的二分之一以內,因為無人機需要不停的執行任務,就要考慮到返程消耗從而預留一半的電量,一下斬掉一半的航程對於遠地救援來説確實不是一件好事。
其次,貴。

救援無人機一半都是用來執行特殊任務的,所以對質量、穩定性要求相對較高,那麼高昂的造價也就不言而喻了,電池的折損率、修機維護成本也都低不了。無論是戰場還是災區、環境千變萬化,對無人機的考驗也非常之多,一不留神就可能炸掉,這也就使得隱性的成本也提升了一些。

而DARPA的這個“紙飛機”似乎把這兩點都完美解決了。

首先,該無人機採用了滑翔的方式飛行,它內置了微型電腦和傳感器,可以用來控制飛機的翅膀角度和飛行方向,確定無人機的距離和落地目標,飛行航程可以控制的很遠。

機身本身取消了馬達、電池等對普通無人機來説必要的動力系統,使得機身輕了很多,這也就意味着能夠把這些省下的重量去承載更多的物資,提高運送效率。

另外,由於是紙質機身,用完即扔的一次性使用成本也不會很高,所以並不需要考慮無人機的返航問題,一下子就提升了一倍的續航能力。

其次,如上面所説,紙質機身成本本身就低,加上取消了無人機核心的動力系統,在救災時就不必再為考慮無人機成本問題而對無人機的控制小心翼翼了,這個無人機只需要送完一次貨,就足以完成其使命。同樣,沒有了動力系統,也就沒有了電池損耗、維修的問題。

不過,這一切也沒有看似那麼完美,由於沒有動力系統,所以無人機並不能自主起飛,而是需要在另一架飛機上進行發射,這可能會麻煩不少。

目前Otherlab 正在跟一家生化研究公司合作進行研發一種由磨菇提取的材料用來製作無人機,這種材料被丟棄後可以很快的被降解,不會污染環境。

把救援無人機做成一次性的想法DARPA和Otherlab都不是第一個,早前雷鋒網曾經報道了一個類似的一次性的、用作救援用途的無人機,與DARPA這架無人機不同的是,之前的那架無人機能吃(詳情點擊雷鋒網之前的報道),此外也有很多腦洞大開的工程師都開始思考這個命題,把無人機做成低成本、一次性的裝備用作大規模的救援用途是否可行。


雷鋒網(公眾號:雷鋒網)此前報道過的“能吃的無人機”

如果”一次性“無人機能夠成功大規模投入使用,以後這種廉價無人機可能就會成為像帳篷、飯盒等一次性常備戰備、救援物資,這樣不僅能夠降低救援成本,而且也讓極端環境救助高效了不少,無論對於災區還是貧瘠地區等需要救援的人們來説,都是一件好事。

本期雷鋒網硬創公開課邀請到西北工業大學航天學院航天控制工程系副教授,導航制導與控制專業博士呼衞軍,他將為我們帶來《基於實時觀測/估計器的預測控制技術》的主題分享,如果你對本次公開課有興趣,可掃描下方海報上的二維碼,進入雷鋒網機器人垂直欄目微信公眾號「新智造」,獲得詳細入羣方式,公開課的總結文章以及新課程動向也會首先在此公眾號上更新。


雷鋒網原創文章,未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知



資料來源:雷鋒網
作者/編輯:趙青暉

留言


請按此登錄後留言。未成為會員? 立即註冊
    快捷鍵:←
    快捷鍵:→