自然界一直是人类灵感的源泉。最近,科学家们通过模仿鸟类的跳跃起飞方式,开发出一款能高效运作的无人机。
据《THE VERGE》报道,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)和加州大学尔湾分校的研究人员在《自然》期刊上展示了这一创新成果。他们设计的“多环境仿鸟机器飞行器”(RAVEN),以鸟类为灵感,摒弃传统的轮式起落架,改用模仿鸟类关节的双腿。这种设计让无人机能够在崎岖地形行走、越过障碍,甚至通过跳跃起飞,而无需平滑跑道。
有人可能会问:四旋翼无人机能直接起飞,为何要改为鸟类的跳跃式起飞?
传统四旋翼无人机虽然灵活,但依赖四个马达运转,能源效率较低。相比之下,固定翼无人机结合单一马达与滑翔飞行,能显著节省能源,但受限于起降环境。为了突破这一限制,研究人员借鉴乌鸦和渡鸦的动作特点,设计出一款无需跑道的高效无人机。
研发过程中,科学家结合数学模型、电脑模拟和多次实验,重现了鸟类双腿的力量与功能。最终设计采用弹簧与马达相结合的方案,模仿鸟类强健的肌腱和肌肉,而简化的双关节足部结构则提供了跳跃力与平衡支持。带有弹性关节的脚趾,不仅帮助无人机稳定行走,还为跳跃起飞提供关键支撑。
RAVEN 的优势在于其操作不受限于机场或平滑地面,能够降落在复杂地形,完成任务后无需人工干预即可自行起飞。它特别适合探索危险或受限区域。此外,因其能源消耗低于四旋翼无人机,RAVEN 拥有更广的操作范围和续航能力。
这一创新设计或将为无人机技术开辟新方向,拓展其在复杂环境中的应用潜力。