从古自今,鬼斧神工的大自然在人类发明创造的道路上贡献了不少智慧和力量。古有鲁班仿造鸟类制造木鸢,今有科研学者仿制的各式各样仿生机器人 。无人机领域自然也不例外,今天宇辰网就来八一八,那些脑洞大开的仿生无人机。

1.AquaMav仿生无人机

AquaMav仿生无人机由伦敦帝国理工学院的研究人员制作,该款无人机拥有可折叠的翅膀,可以像捕鱼的海鸟一样潜入水下采集水样,然后又像飞鱼一样自己蹿出水面。

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AquaMav仿生无人机/图 来源网络

AquaMav仿生无人机整体重量只有200g,在空气中飞行时将张开翅膀,当要进入水面时,翅膀将被收起,然后像海鸟一样向下俯冲进入水中,这一过程中无人机时速能达到97 km/h。由于从空气进入到水中时,无人机将面临巨大阻力,于是研究人员将无人机外形设计成了轻薄的导弹筒形状,再加上两个可收起的翅膀,让无人机可以顺利地钻入水面。在水下收集完水样后,AquaMav将利用内置的罐装二氧化碳来冲出水面。在空气中飞行时,无人机时速可达48 km/h,可连续飞行14分钟左右。该无人机可在 5 km范围内进行操作。研究人员表示,当遇到石油泄漏等水上紧急情况时,AquaMav可以潜入水中搜集并带回受污染水样,这将使灾害评估得到最及时准确的分析数据,对于及时控制事态是极其有利的。除了灾害应急外,AquaMav还可用于日常的水体盐度或是水库水质的取样检测等。

不过该无人机目前还只是个原型,未来研究人员希望能与海洋学家进行合作,在不同的天气和水文条件下对AquaMav 无人机的潜力进行更深入地挖掘。

2.BIKI水下无人机

BIKI 水下无人机是第一款可以捕获“神奇时刻”的仿生机器鱼,由一家专门从事高精度开发的技术公司Robosea研发。

BIKI水下无人机/图 来源网络

BIKI长27.2厘米,重1.2公斤,外形看起来和珊瑚礁鱼特有的盒子鱼相似,结合仿生及流体力学原理,工作起来尾巴也会灵活的摆动,只是没有侧鳍。除了轻便的体型,BIKI 还配置了红外定位传感器,红外定位传感器的最大好处便是使BIKI拥有了自动避碍功能。作为一条“仿生机器鱼”无人机,BIKI能够非常智能的适应不同的水下复杂环境。

Robosea在设计BIKI时采用了独有的算法,该算法置在九轴传感器中,可以让BIKI在水下保持平衡。基于此,才能利用BIKI 拍摄非常清晰的水下照片和流畅的视频。

BIKI 可以拍摄 4K 视频,同时也可以实时传输到个人移动设备或者社交平台里轻松与大家共享。即使连接丢失,内置的 GPS 模块也可以让 BIKI 自动返回到“基地”,或者发送实时位置到我们的移动设备上。就算在 200 英尺的水下,充满电后的 BIKI 也能“畅游” 150 分钟。除了拍摄 4K 视频以外,BIKI 还支持 30 fps 的 1600 万像素摄影,就算在高速运动或黑暗中,我们也可以从水下观看。BIKI 还配置了 ABS 防爆技术和耐候性技术,所以,无论水下温度如何变化、或者处于腐蚀性海洋环境或者长期的阳光暴晒,这个仿生机器鱼都能始终保持一个完美的状态。

目前,BIKI水下无人机已经开始在Kickstarter上进行众筹,众筹目标为2万美元,早鸟众筹价格为599美元(约合人民币4072元)起,一切顺利的话预计今年9月出货。

3.Skeeter仿蜻蜓微型无人机

仿蜻蜓微型无人机Skeeter是英国初创公司Animal Dynamics研发的,这款微型无人机的概念一出就引起了人们的关注。Skeeter的创造灵感来自于蜻蜓,研究人员发现,鸟类、昆虫在飞行状态中,能够更好的抵御大风带来的动荡空气条件,并且在续航时间上,仿生类无人机也要优于多旋翼。

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Skeeter概念模型机/图 来源网络

Skeeter目前正处于研发阶段,已经初具原形,据悉,该无人机长约120毫米,重约20克,飞行时速能够达到45公里。根据科研人员介绍,如果未来Skeeter研发成功,它或许能像蜻蜓一样实现悬停及迎风飞行,同时还能借助惯性进行滑翔,并且在能耗上会有更好的表现。

目前,Skeeter已经受到了英国国防部通过国防科技实验室(DSTL)的关注,DSTL在去年宣布了一个军事技术研究的创新计划,鼓励个人或公司向国防部专家小组提出创新意见或创新成果,而在未来十年,DSTL将有8亿英镑的预算来资助这些创新者,目前Skeeter已经成为了被资助的项目之一,未来将用于城市监测、战时侦查、伤员搜救等军事领域中,其中还包括在该无人机上安装激光器用以消除导弹。

Animal Dynamics方面还宣布激光型的蜻蜓无人机原型将于今年夏天展出,在明年年底前完成全部军用部署。

4.Bionic Bird智能仿生鸟无人机

Bionic Bird是一款可以支持IOS系统远程操作的智能仿生鸟无人机,它可以像现实中的鸟类动物一样在空中进行快速的滑行和半空盘旋,但目前不支持蜂鸟版的空中静止和实时的视频录制功能。该款智能仿生鸟无人机由法国的设计团队发明。

Bionic Bird智能仿生鸟无人机/图 来源网络

Bionic bird 外观上呈通体黑色,体型如燕子般大小,重 9.2 克,能完美模仿鸟类的飞行系统。仿生鸟内置电动马达,为翅膀提供动力,全速飞行过程中双翅每秒钟可扇动 18 下。通常情况下,马达本身搭载的 50 mAh 锂电池,可以让仿生鸟 8 分钟内飞行 1.8 公里(直线距离),若全速飞行电池能提供的续航时间则会短一些,为 6 分钟。

Bionic Bird充电器外观是一个蛋型充电座,只需要12分钟即可完成充电,并足以提供10次长度8分钟的飞行时间。连接段有磁铁的帮助可以准确快递的房子在正确的充电位置。

用户可以通过调整尾翼角度来控制仿生鸟在内室灵活自如地飞行,当然这里你需要注意的是盯好家中伺机而动的喵星人。Bionic Bird有两种遥控模式可供选择,传统的仿摇杆设计和手机中立感应控制。在手机中立感应模式下,遥控者只需要稍稍倾斜手机就可完成Bionic Bird飞行转向。

目前Bionic Bird已经完成了在Indiegogo上进行众筹,售价为149美元(约合人民币990元)。

5.eMotionButterflies仿生蝴蝶无人机

仿生蝴蝶eMotionButterflies是由一家叫费斯托Festo的德国公司研发生产的,eMotionButterflies是一款气动仿生无人机,拥有蝴蝶一样轻盈的外形,并且能够展现成群结队的蝴蝶一起飞舞的效果。

eMotionButterflies仿生蝴蝶无人机/图 来源网络

仿生蝴蝶eMotionButterflies每只展翼长度 50厘米,身体重量仅为32克,双翼各配备微型电动机驱动。其翅膀每秒摆动 1到2 次,一次充电 15 分钟可飞行 3 到 4 分钟,速度可达 2.5 米/秒。每只 eMotionButterflies 仿生蝴蝶都是自主的,可独立操控翅膀实现自我引导飞行。除此之外,每只仿生蝴蝶还配备有惯性测量装置,加速度计,陀螺仪,指南针以及两个 90 毫安时锂电池。

仿生蝴蝶群实现团队协作的原理其实并不难,由一台主机作为类似机场的空管人员,为每一只蝴蝶机器人安排飞行线路。在特定空间内,借助红外摄像机对蝴蝶进行实时感测定位,摄像机将位置数据传输至计算机以调整蝴蝶的运动轨迹,避免碰撞。

仿生蝴蝶eMotionButterflies重要意义在于这种仿生蝴蝶之间的通信网络,这种通信网络不仅可运用于工厂生产的后勤组织和监控系统,也可用于无人机群执行任务。

6.DragonflEye蜻蜓无人机

不同仿照生物创造出类似的产品,源自麻省理工学院的初创研发公司 Draper更是脑洞大开提出一种“双赢”的方法——将科技与生物相结合,用技术改造蜻蜓本身,使其获得可控制及自主导航飞行功能。基于此,他们研发了一款可控制的“蜻蜓无人机”DragonflEye。

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DragonflEye蜻蜓无人机/图 来源网络

DragonflEye的优势源于技术的集成,Draper的工程师们将微型导航技术、合成生物技术以及神经科学技术相结合,创造了一个指甲大小的控制“背包”,里面配置了太阳能电池、控制器和传感器,一旦蜻蜓背上这样的“背包”,便能由操作人员远程控制。

与传统生物机器人相比,DragonflEye 的独特之处在于,它不需要“欺骗”昆虫的感受器或直接控制它的肌肉,而是使用光学电极来对经过基因编辑的昆虫神经系统发号施令。

这意味着,蜻蜓可以在保留其原生飞行技能的前提下被操控飞行,而这是其他微型空中机器人所不具备的。

DragonflEye无人机的设计目的并不是要成为世界最小的无人机,Draper的工程师想要通过这个设备远程控制这些昆虫。这种团队能直接向蜻蜓神经索上的神经元发送信号,这些信号能指引蜻蜓的飞行路径。

但除了最新的视频和图片,目前并没有关于DragonflEye的其他细节公开,但Draper的团队表示,将来会打造一个能用于营救、信息搜集的平台。

不管是BIKI还是DragonflEye,也不论是Bionic Bird还是eMotionButterflies,人类对于仿生科技的研发一直抱着极大的热忱,人类在仿生科技领域的脑洞也一直在无限大开。也许不久的将来,我们就能看到如电影《天空之眼》里演绎的那般,能够出现来去自如大小如昆虫一般的无人机用于侦查勘探。而就目前的科技的发展态势,未来这一天并不会太遥远。

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