研究人员推出了一种鸟形机器人,它可以像乌鸦一样跳跃、行走和跳跃飞行。
这款新机器被恰当地称为“适用于多种环境的机器人鸟类飞行器”(RAVEN),是一种新型遥控无人机原型,将固定翼设计与铰接腿相结合,使其能够穿越各种环境并起飞更多飞机比当前的无人机更高效。研究人员在 12 月 4 日发表在期刊上的一项研究中发表了他们的发现。
研究表明,虽然固定翼无人机比四轴飞行器等带有螺旋桨翼的无人机更耐用、更高效,但它们也需要大型跑道才能起飞——与飞机类似。有些无人机被发射到空中,就像航空母舰使用飞机弹射器发射战斗机一样,但这些并不适合无人机的所有潜在应用。 RAVEN 试图解决这个问题。
这种鸟形无人机可以从凸起的表面发射,就像鸟类跳跃飞行一样。飞行时,RAVEN 由前面的单个螺旋桨提供动力,并通过背面的可倾斜尾部进行机动。
研究人员表示,RAVEN 的体型和重量与乌鸦相当,重 1.3 磅(600 克),翼展约 40 英寸(100 厘米),身体长 20 英寸(50 厘米)。该团队表示,这些测量值处于平衡功率和重量的最佳范围内。
无人机起飞的新方式
该原型机还可以利用其灵活的腿在地面上“行走”并穿越困难的地形。研究人员表示,当 RAVEN 行走或跳跃时,它的腿上有一些创新功能,可以使其保持直立。
其中包括髋关节和踝关节,以最大限度地提高其跳跃产生的动能,以及弹性脚趾关节,使 RAVEN 能够以一定角度放置脚,而不会使整个设备翻倒。
该团队还发现,跳跃起飞的能源效率比静态起飞高约 10 倍,并且起飞速度最高。 RAVEN 的起飞速度可达每秒 7.9 英尺(每秒 2.4 米)。
研究人员指出,仅腿部就能够产生每秒 7.2 英尺(每秒 2.2 米)的速度,这意味着 91.7% 的所需起飞速度是由腿部驱动的。这有助于证明腿部设计的合理性,并显示螺旋桨与传统飞机相比所起的作用相对较小。
研究人员希望 RAVEN 能够作为大型无人机甚至常规尺寸飞机的概念验证。他们表示,这一进步可以极大地提高无人机和飞机的可靠性和着陆潜力。