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澳大利亞大學(xué)新發(fā)明:20美元控制無人機“敏感部位”,可在事故前一秒剎機

發(fā)布日期:2018-06-07??來源:機器人大講堂我要投稿我要評論

  前言

  近年來,無人機的普及給人們的生活帶來了許多樂趣和方便。許多原本不玩航模的數(shù)碼愛好者和攝影愛好者也因為通過無人機的內(nèi)置相機和圖傳拓展了看世界的視角,紛紛開啟了無人機的追捧。

  最近,一個叫呂鳳霄的80后,耗時2年,自掏腰包30萬,用8架無人機完成了個人版的航拍中國——《鳥瞰神州》。3185公里的飛行總里程,1457次飛行,283小時的飛行總時間,航拍素材涵蓋了中國34個省級行政區(qū)域,讓人們領(lǐng)略到了大美中國震撼人心的壯美。

(呂鳳霄用無人機拍攝的照片)

  旋翼無人機因近兩年價格的大幅下降迎來了爆發(fā)性的增長。飛控水平的提高使得操縱難度大幅下降讓新手也可以很快學(xué)會。面向普通消費者用于娛樂的“消費級無人機”一體化、到手飛的設(shè)計讓玩家們拿到飛機后,只需要充好電,接上手機或平板電腦就可以出門飛行了。

  無人機就像一把雙刃劍,也闖了不少禍,有的干擾機場航班,有的掉下來砸傷人,有的信號干擾到其他電子設(shè)備。

  每分鐘高達數(shù)千甚至上萬次的電機轉(zhuǎn)速帶動著螺旋槳高速旋轉(zhuǎn),一旦落到人身上,就會變成傷人致命的“兇器”。

  近日網(wǎng)絡(luò)上一則“北京無人機傷人事件”長文在微博上瘋傳,受傷的是一名不到兩歲的幼童,面部被無人機劃了9公分長的口子。而操控(玩耍)這架無人機的是一個僅14歲的德籍男孩。

  去年,杭州西湖邊一四軸無人機失控撞到游客旋翼割破眼球,使無人機因此有了“血滴子”的叫法。

  澳大利亞的無人機設(shè)計在世界處于領(lǐng)先地位,而該國也正在盡力擴大無人機運用范圍。澳大利亞的新南威爾士州還在今年的高中畢業(yè)證書考試(HSC)中加入了無人機操控科目,其中25所高中還專門為此給學(xué)生們開設(shè)了無人機課程。并計劃將這一科目擴展到整個澳大利亞。

  據(jù)外媒報道,近日,澳大利亞布里斯班昆士蘭大學(xué)的研究人員發(fā)明了一款名為SafetyRotor的新系統(tǒng),能夠幫助解決無人機旋轉(zhuǎn)葉片傷人問題。當(dāng)“手指”(在實驗中使用的是熱狗)碰到無人機的某個葉片時,該系統(tǒng)可以瞬間檢測到,并使無人機葉片停止轉(zhuǎn)動,整個過程不超過0.077秒。

  整套系統(tǒng)包含四個輕質(zhì)塑料環(huán),這些塑料環(huán)的運轉(zhuǎn)速度要慢于無人機旋轉(zhuǎn)葉片,會持續(xù)監(jiān)測接近無人機葉片的障礙物,并且可以獨立于葉片旋轉(zhuǎn)暫停。

  通過檢測Safety Rotor的制動反應(yīng)時間發(fā)現(xiàn),從外物接觸塑料環(huán)到無人機葉片開始減速的過程只有0.0118秒。而無人機葉片還需要0.0474秒才能完全停止。無人機葉片旋轉(zhuǎn)動能的90%(根據(jù)角速度計算)會在接觸到塑料環(huán)的0.0216秒內(nèi)消失,而99%的無人機葉片旋轉(zhuǎn)動能會在0.032秒內(nèi)消失。

  研究人員還對該新型系統(tǒng)的安全性能進行了測試,用熱狗代替人類的手指接觸塑料環(huán)。研究人員還用熱狗接近不帶塑料環(huán)的無人機葉片,作為對照試驗。塑料環(huán)以懸停速度(1100rads-1)旋轉(zhuǎn),代替手指的熱狗同時接近以每秒0.36米的速度運轉(zhuǎn)的塑料環(huán)。另外,他們使用480Hz的快門相機記錄塑料環(huán)和“手指”的運動軌跡。最終,實驗結(jié)果是無人機葉片在0.077秒內(nèi)便停止轉(zhuǎn)動,而熱狗上只有被塑料環(huán)造成的輕微痕跡。這就意味著當(dāng)手指一接觸到無人機葉片時,它就會立即停止轉(zhuǎn)動。

  在實驗環(huán)境下,一個完整的Safety Rotor約重20g,整個改裝成本在15澳元(11美元左右),而犧牲的是少量空氣流通和飛行時間。如果這套系統(tǒng)能夠大規(guī)模生產(chǎn),那么每套無人機SafetyRotor的成本可以控制在5美元以下。

(Safety Rotor)

  對于Safety Rotor這個發(fā)明,當(dāng)然也有不同的聲音,有人認(rèn)為Safety Rotor的旋轉(zhuǎn)方式會產(chǎn)生紊亂氣流,極大的浪費無人機的做功,甚至還會產(chǎn)生其它嚴(yán)重的安全隱患,破壞了無人機可靠性和安全性的原則,但這個創(chuàng)意思路似乎獲得了大部分人的稱贊。

  上個月,澳大利亞國防部還宣布,將在陸軍部隊中列裝一款“黑蜂”微型無人偵察機。“黑蜂” 無人機不足手掌大,寬10厘米,高2.5厘米,重量僅20克,可能是目前世界上最小的無人機。

  作為單兵使用裝備,“黑蜂”無人機在電池充滿電的狀態(tài)下可持續(xù)飛行25分鐘,其上裝有視頻探頭,可以為士兵的手持終端提供圖片和視頻。“黑蜂”無人機非常安靜,可像蜻蜓一樣在空中懸停,最高速度約580 米/分鐘,最遠控制距離可達800米。

  設(shè)計者認(rèn)為,“黑蜂”無人機主要用于昏暗密閉空間執(zhí)行任務(wù),受外界風(fēng)力影響很小。其應(yīng)用將極大提高部隊在城市作戰(zhàn)中的態(tài)勢感知能力。不過有一次,英國皇家坦克團的士兵在訓(xùn)練時,準(zhǔn)備放飛攜帶的“黑蜂”無人機,沒想到剛脫離手指的“黑蜂”無人機,瞬間就被大風(fēng)刮跑了!

  小編認(rèn)為,有人曾提出要將無人機全面禁止,而這種觀點顯然是因噎棄食。當(dāng)前國內(nèi)的消費級無人機發(fā)展速度全球領(lǐng)先,這個行業(yè)將來運用的范圍會非常之廣,粗暴的一刀切會使這個處于領(lǐng)先地位的行業(yè)面臨滅頂之災(zāi),那么只會是國家的損失。劃定合理的區(qū)域和邊界,才是更應(yīng)該做的事情。

  社會各界包括玩家自身也應(yīng)該提高意識,當(dāng)前大部分無人機不應(yīng)該是一種隨便玩玩的玩具,而應(yīng)該是有一定風(fēng)險的專業(yè)器材,這需要廠家、媒體和相關(guān)部門共同努力,這樣才能保證安全事故的減少,行業(yè)的健康發(fā)展以及玩家們正常的獲得飛行的樂趣。

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