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研發靈感來自蚊子 傳感器助無人機黑暗中有效避障

By | 2020-05-11T17:16:03+08:00 2020-05-11|Tags: , |

無人機既靈活又敏捷,但有時太快或太暗,遇到障礙時未必會避得了。現時市場的趨勢是為無人機配置越來越多的傳感器,去提升避障能力,像是 DronesPlayer 剛做了評測的 Autel Evo 2 Pro 就有 12 個傳感器。近日,有研究人員就研發了廉價又輕巧的傳感器,靈感來自飛蚊。

集中研究蚊子才有的器官

據《科學雜誌》(Science Magazine)報導,有些蚊子即使在完全黑暗的環境下也能避免撞到牆壁。為了確定牠們是怎麼做到的,研究人員集中注意力在只有一些昆蟲才有的器官:一個大約 12,000 個細胞的陣列。它們圍繞在每個天線的底部,排列成一個圓形(像是倒置並撐開來的雨傘),用於檢測天線的擺動。

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成千上萬張圖像幫助研究小組可視化(visualize)空氣是如何從蚊子纖長的翅膀流走的,以及當蚊子接近地面時這股氣流怎樣變化。

拍攝、電腦模擬拍翼氣流

人員拍攝了致倦庫蚊( Culex quinquefasciatus)與地面或牆壁在不同距離下的飛行。得出的成千上萬張圖像幫助研究小組可視化(visualize)空氣是如何從蚊子纖長的翅膀流走的,以及當蚊子接近地面時這股氣流怎樣變化。

通過在電腦模擬這種氣流,科學家確定機翼產生了下降氣流,而當蚊子越接近一個表面時,這股氣流越容易受干擾。當空氣轉回來時,它會極大地影響天線周圍的氣流,警告蚊子即將發生碰撞。

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研究小組為一款只有手掌般大的無人機配置類似的傳感器,並為其安裝了當感測到障礙物表面時會發光的燈。

「蚊式」傳感器輕巧節能

基於以上的發現,研究小組為一款只有手掌般大的無人機配置類似的傳感器,並為其安裝了當感測到障礙物表面時會發光的燈。由此產生的「蚊式無人機」(mosquito-copter)即使在黑暗中也能夠自行檢測障礙物表面。

這款傳感器輕巧(僅約 9.2 克),而且節能高效。它可以幫助無人機和其他飛行器在黑暗中更高效地運送包裹,或暫更有效地檢查橋樑。該團隊補充說,這個傳感器用於一般直升機上也沒有不可以的理由。

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資料、圖片來源:Science Magazine

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陶子亭
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