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仿生无人机:“破茧成蝶”舞翩跹

转载 2019-08-23 14:38 李磊 张盼 胡益鸣 来源:解放军新闻传播中心

  仿生无人机:“破茧成蝶”舞翩跹

  这只奇异的“银翼蝴蝶”静悄悄地趴在一株鲜艳的盆景上,警惕地观察着四周环境。每当有人“闯入”它的领地,它便会振翅而起,在“闯入者”身边翩翩起舞,轻盈的舞姿彰显着空中舞者的风采……

  纵观无人机发展历程,各种功能强大的无人机层出不穷,但这款名为“MetaFly”的仿生无人机以奇特的外形设计和飞行方式,在无人机家族中脱颖而出,“吸睛”无数。

  同样是“扑翅”飞行,为什么要模仿翩翩飞的蝴蝶而不是翱翔的飞鸟?选择模仿类型,是研发团队初期研讨的重点课题。他们发现,自然界中鸟类的飞行速度和高度虽然要比昆虫高出很多,但相对于身体结构较为复杂的飞鸟,昆虫的翅膀一般都只有翅脉而没有鸟类翅膀中庞大复杂的神经系统,也不像鸟类那样需要控制整个身体才能达到调整飞行姿态的效果。昆虫的翅膀集动力、升力和控制于一体,能瞬间自适调节振频、振幅与振角来控制和应对气流变化,以极低的功耗在各种复杂的环境中,高机动性长时安全飞行。所以,研发团队最终决定以结构简单、体型轻便的蝴蝶为设计蓝本进行研制。

  除此之外,研发团队还为MetaFly设计出一对由液晶聚合物为主要材料的半透明“翅膀”。作为无人机飞行的重要依托,这对比无人机机身还要长出一半的“翅膀”,是无人机整体设计中体积最大的部件。但由于其较好的延展性和柔韧性,它在飞行过程中轻便灵活,还能在一定程度上抵挡飞行中遇到的不稳定气流和障碍物的干扰。

  德国一家科技公司的科研人员通过在无人机飞行区域安装高速红外探头,持续引导一支由仿生无人机构成的飞行梯队,在特定地域执行空间扫描和场景重现任务。在场工程师通过计算机手动输入飞行指令,颜色各异的“蝴蝶”翩翩飞起,洋洋洒洒地在该地域飞过,第一时间将扫描到的空间信息发送至一旁的处理器中。通过软件的同步处理,一张数字化立体建模图形很快被建立起来。

  (解放军报·解放军新闻传播中心融媒体出品)


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