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澳大利亞大學新發(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備。

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

  近日網絡上一則“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計在世界處于領先地位,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生們開設了無人機課程。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葉片傷人問題。當“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動,整個過程不超過0.077秒。

  整套系統(tǒng)包含四個輕質塑料環(huán),這些塑料環(huán)的運轉速度要慢于無人機旋轉葉片,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暫停。

  通過檢測Safety Rotor的制動反應時間發(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秒內消失,而99%的無人機葉片旋轉動能會在0.032秒內消失。

  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,代替手指的熱狗同時接近以每秒0.36米的速度運轉的塑料環(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,實驗結果是無人機葉片在0.077秒內便停止轉動,而熱狗上只有被塑料環(huán)造成的輕微痕跡。這就意味著當手指一接觸到無人機葉片時,它就會立即停止轉動。

  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,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,當然也有不同的聲音,有人認為Safety Rotor的旋轉方式會產生紊亂氣流,極大的浪費無人機的做功,甚至還會產生其它嚴重的安全隱患,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。

  設計者認為,“黑蜂”無人機主要用于昏暗密閉空間執(zhí)行任務,受外界風力影響很小。其應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練時,準備放飛攜帶的“黑蜂”無人機,沒想到剛脫離手指的“黑蜂”無人機,瞬間就被大風刮跑了!

  小編認為,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。當前國內的消費級無人機發(fā)展速度全球領先,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先地位的行業(yè)面臨滅頂之災,那么只會是國家的損失。劃定合理的區(qū)域和邊界,才是更應該做的事情。

  社會各界包括玩家自身也應該提高意識,當前大部分無人機不應該是一種隨便玩玩的玩具,而應該是有一定風險的專業(yè)器材,這需要廠家、媒體和相關部門共同努力,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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