仿生突破:集行走、跳跃与飞行于一体的多功能无人机“渡鸦”
欧洲的一组研究人员特别关注鸟类的飞行特性,通过模仿它们的动作和结构,开发出了一款更为节能且能执行复杂飞行动作的无人机。
来自洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究团队设计了一种名为RAVEN的多环境机器人车辆,它结合了固定翼无人机的特点与鸟类的灵活性。这款无人机配备有仿生学设计的后肢,使其能够像真正的鸟一样快速起飞、在地面行走以及跳跃越过障碍物。这样的设计不仅让无人机具备了更高的能量效率,还大大增加了其在不同环境下的适应能力。
RAVEN的灵感来源于鸟类能够无缝切换于步行和飞行之间,并且不需要跑道或辅助设备来启动飞行的能力。这一特点至今仍是工程师们难以完全复制的技术挑战。为了实现这一目标,研究团队专注于优化“步态多样性”,即无人机可以在不同模式间平滑转换的能力,同时保持轻量化设计。最终,他们找到了机械复杂性和重量之间的最佳平衡点,使得RAVEN既能携带较重的组件,又能模仿鸟类强大的肌肉和肌腱系统。
实验结果显示,带有仿生腿的RAVEN能够通过跳跃起飞显著提高初始飞行速度,比传统无腿设计的无人机更加节能。这种改进意味着新型无人机可以在更广泛的环境中自主操作,包括复杂的地形和其他危险条件。EPFL的研究人员利用数学建模、计算机模拟以及反复试验的方法,精心打造了这套高效的机器人腿部系统。