硬幣大的無人機,你見過嗎?
雖然生活中我們并不一定會接觸到小型的飛行器之類的東西,但是大家可能都聽說過,因為這些小家伙在電影上經常會出現,電影中的人們會用蒼蠅大小的飛行器監視敵人,獲取情報等等。這些原本只在電影上出現的神奇飛行器,隨著科技的進步,已經離我們生活越來越近了。
就在前不久,來自夕法尼亞大學的研究團隊研發出了一款3D打印的無人機,能夠自行供電的飛行機器人Piccolissimo(來自意大利語,最小的意思),它是迄今為止最小的自主可控飛行器。該機器有四個旋翼,除了螺旋槳與機身外,沒有其它任何的部件。
機器人有兩種尺寸,小的只有一枚25美分硬幣那么大,重2.5g。大的有4.5g重,寬度多出1cm,大尺寸的增加了關鍵的組件,因此具備遠程可控性能。
為了能夠自由飛行,機器人全身上下只有機身與螺旋槳能夠活動。團隊的領導者Matt Piccoli說:“它自身每秒旋轉約40次,而螺旋槳每秒旋轉約800次。由于螺旋槳并沒有安裝在機器人的中心而是螺旋槳的中心,所以它推動的位置也每秒旋轉約40次。”
從3D打印角度看,體積如此之小,那它對打印機精度的要求必須非常高。由于對分辨率和重量的高度要求,需要一臺高精度的專業3D打印機,他們最終通過大學工程部門提供的ProJet 6000 SLA 3D打印機來完成打印。同時對材料的要求也非常高,用普通FDM打印機所用的塑料是行不通的,因此他們在Shapeways這樣可靠的服務機構上購買所需的材料等。
先完成3D打印框架,然后再嵌入控制板、微型電機以及鋰聚合物電池,Piccolissimo便誕生了。不過光做出來還不夠,供電方式是至關重要的,比如哈佛的名叫Robobee的可控飛行機器人,實際寬度比Piccolissimo要小幾毫米,但卻被電源線束縛著。
因此,便攜式的電源發揮著重大作用,很多項目最終都是在探討如何實現便攜性,UPenn的工程學院院長Vijay Kumar希望在未來能夠用于農業或救災領域,他認為,假若有成百上千個小型可控飛行器,就能在災難現場發揮更大的作用,比用一個大型而昂貴的飛行器靈活且節省成本。ModLab(研發Piccolissimo的實驗室)的首席教授也贊同這個觀點,他說:“不管是從尺寸還是花費的角度來說,如果使用Piccolissimo,Kumar院長那100個機器人在農場上一起飛行的夢想一定會實現。在搜索和救援方面,如果有100或1000個小型可控飛行器的話,我們就可以救援更多的災難現場,而不需要用一個大型而且昂貴的飛行器。”
Piccolissimo可以載重量約為1g,這聽起來作用不太大,但是對于搭載一臺超輕相機與傳感器(比如條形碼讀取器)來說已經完全足夠了,Piccolissimo團隊正在努力研究中。
要不是3D打印技術的可用性日益增長,是沒可能在預算中實現設備的復雜性與微小體積共存的。3D打印微小模型既讓人大開眼界,又變得越來越實用。
體積小、造價低、可遙控、配備有便攜式電源(一塊鋰電池)等優點,讓這種迷你飛行器的前景十分廣闊,尤其在救災時,能夠進入那些搜救人員甚至一般無人機無法進入的狹小空間。只不過現在看來,由于體型的限制,這種飛行機器人還無法攜帶大容量的電池,其續航能力將會是一大問題,這方面的不足暫時只能通過龐大的數量去彌補。
若這飛行器真的量產后,確實能給人們帶來很大的幫助。但是也有人認為它帶來便利的同時,也帶來很多很多問題,比如,既然這飛行器那么不容易被發現,就會有人利用這個飛行器去偷窺別人的隱私;還有人甚至認為,飛行器可能會被恐怖分子利用,他們獲取情報的同時,可以讓飛行器攜帶微量的毒藥或者炸藥,會造成非常恐怖的后果。
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