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會飛的3D列印機?追逐暴風圈玩命空拍機?無人機應用科技新突破

By | 2022-09-30T18:41:58+08:00 2022-09-30|Tags: , , , |

過去在颱風,颶風,甚至是龍捲風來臨前,總會有一批人,不顧生命的安危,只為了要得到更多暴風的資訊與畫面,而這些人的專業名稱為,職業追風者。

職業追風者

追風者全車配備了鋼板裝甲,能經受住強風和冰雹。車窗加裝防彈塑膠,以抵擋龍捲風襲擊區飛射的碎片。車頂裝有風速計,車內有GPS導航定位系統、無線電通訊設備以及颶風追蹤儀,隨時探測和跟蹤龍捲風,同時運用國家氣象局的線上氣象雷達,進一步給同伴分析數據。

不過這些玩命的追風舉動,在現在都即將完全成為歷史。

獵捕颶風無人機

政府科學家知道盯著颶風的眼睛是什麼感覺。他們已經在無數次的風暴中這樣做了,他們駕駛著獵殺颶風的飛機,投下傳感器來測量颶風的強度。

但是有一個地方,即使是經過戰鬥考驗的飛機和身經百戰的科學家也不能去。邊界層位於1000公尺,是空氣和海洋的交匯處,是風和水劇烈攪動的區域。從邊界層獲取信息的方法之一是使用一種的無人機,它可以在最高的陣風中和周圍飛行。 這架無人機被命名為 “Altius 600″。

當無人機被部署時,其任務是檢測風暴中的強度變化。 因為颶風的快速增強會讓科學家和預報員都擔心沿海社區沒有時間準備疏散。而最近一個颶風迅速增強的例子是2017年哈維颶風。在短短24小時內從1級變成4級,對部分地區造成嚴重破壞。正是這些知識和從颶風獵手收集的數據幫助數百萬佛羅里達人決定撤離,挽救許多生命。

ALTIUS-600無人機

ALTIUS-600無人機,該無人機長1公尺,翼展2.54公尺,機身直徑0.152公尺,總重12.2公斤,航程444公里,飛行續航力可達4小時,除飛行裝備外,可加掛2.7公斤的載荷,包括攝像機、小型信號情報系統甚至殺傷彈頭。

ALTIUS-600也可以在不同軍種的多款載台上發射(先前曾由陸軍黑鷹直升機發射),執行反無人機、電子戰、信號情報監視和與情監偵任務。

無人機群使用3D列印技術建造結構

到目前為止,無人機在建築領域的使用主要限於觀察作用,無人機監測施工進度、檢查難以到達的地方和提供其他鳥瞰數據的能力,由於這些功能使它們成為許多建築工地的重要和熟悉的一部分。

Aerial-AM蜂群以白蟻和黃蜂等社會性昆蟲為模型,試圖利用這些自然建築者用來建造其棲息地的可擴展性和適應性。

然而,由倫敦帝國學院的研究人員領導的一個團隊提出了一個系統,他們認為該系統將使無人機從建築觀察者的角色變成正式的參與者。 該小組開發了一個無人機群,使用3D列印–增材製造(AM)–來建造泡沫和水泥結構,為未來的建築業提供了一個窗口。

Aerial-AM框架包括兩種空中機器人:BuilDrone和ScanDrone。 BuilDrone根據預定的計劃自主地放置物理建築材料,而ScanDrone在結構成形時進行監控,向BuilDrone提供實時反饋,BuilDrone根據每一層沉積的變化進行調整。 BuilDrone還配備了一個可調節的噴嘴–“delta操縱器”–可以立即補償建築材料沉積時出現的誤差。

兩種空中機器人:BuilDrone和ScanDrone

該團隊進行了三個不同的實驗,在第一個實驗中,無人機建造了一個 “高大的泡沫筒”。這個結構有6.7英尺高,是用快速固化的熱塑性聚氨酯材料製成的低密度膨脹泡沫建造的。

該團隊發現,這種材料既適用於建築保溫,也適用於 “原地澆築混凝土結構的模板”。 該團隊還使用兩架配備有三角洲機械手的BuilDrones打印了一個小型的圓頂圓柱體,上面裝有 “定制工程水泥材料”,這種類似水泥的材料是由羥乙基甲基纖維素和黃原膠製成的,最後這個28層的結構有0.6英尺高。該團隊說,進行該實驗是為了證明Aerial-AM方法的高分辨率、精密製造。

三架裝有LED燈的ScanDrones進行光繪

最終研究人員使用三架裝有LED燈的ScanDrones對虛擬結構進行了光繪,並通過延時攝影對其進行跟踪。該團隊還使用15架無人機成功進行了虛擬模擬建造。這些具有不同地理形狀的實驗,證明了Aerial-AM框架與多個自主機器人一起工作的性能,也就是群組。

資料來源:NOAA. CBS News. Informa. SWI. Nature.

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一個熱愛將全球文字影像音樂資訊整合的說書人. 希望透過各種方式將所學所聞分享給更多人

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