賓夕法尼亞大學(xué)的 Vijay Kumar 教授帶領(lǐng)著他的學(xué)生,在無人機(jī)的基礎(chǔ)上加上傳感器和處理器,研究出飛行機(jī)器人。
上張圖感受一下帥氣的 Vijay Kumar 教授和他手上的飛行機(jī)器人。
盡管頂著無人機(jī)的外表,但飛行機(jī)器人在功能上卻是甩了無人機(jī)幾條街。
在 Vijay Kumar 身后飛的,是一個(gè)自動(dòng)式飛行測(cè)量的飛行機(jī)器人。這個(gè)飛行機(jī)器人沒有搭載 GPS 模塊,它無法定位自己所在的位置。
但是這個(gè)飛行機(jī)器人自帶傳感器、攝像頭和激光掃描儀,用來掃描檢測(cè)周圍環(huán)境。用三角測(cè)量的方法,從周圍環(huán)境中探測(cè)物體的特點(diǎn),確定自己和周圍物體的相對(duì)位置和距離。
然后把周圍環(huán)境的特性收集起來,整合成一張地圖,這個(gè)地圖可以使飛行機(jī)器人在飛行過程中避免碰撞。
(當(dāng)然啦,飛行機(jī)器人的整合速度肯定沒有動(dòng)圖那么快的)
這個(gè)飛行器創(chuàng)建了一個(gè)高分辨率的地圖,讓從沒來過這個(gè)地方的人,即使不進(jìn)去這個(gè)地方也可以了解其內(nèi)部環(huán)境。
除了自動(dòng)式飛行測(cè)量,他們還拿飛行機(jī)器人做了一些好玩的實(shí)驗(yàn)。
比如,模仿鷹捉魚,讓飛行機(jī)器人去偷同事的墨西哥卷。
通過自適應(yīng)飛行來控制懸浮負(fù)載。
好玩歸好玩,可是飛行機(jī)器人自帶了很多昂貴的傳感器,這使得制造成本很高,也使得飛行機(jī)器人的體積很大,飛行消耗的能量多,這使得它只能執(zhí)行一些短時(shí)間的任務(wù)。
為了解決這個(gè)問題,他們做了一個(gè)“手機(jī)飛行機(jī)器人(The Flone)”,同樣也是使用三角測(cè)量法自主飛行。
該如何解決飛行機(jī)器人體積過大?
盡管用了智能手機(jī)來替代那些昂貴的傳感器,但這還不夠,飛行機(jī)器人飛行消耗的能量還是很多。
而且,受到蜜蜂的啟發(fā),他們發(fā)現(xiàn)體積越小,慣性越小,這樣也就不怕碰撞了,這也意味著飛行器更加安全了。
于是,他們把飛行機(jī)器人做得更小。
飛行機(jī)器人體積過小,有什么用?
呃,這也太小了吧,能負(fù)載些什么東西呢?
人家學(xué)霸也考慮到這個(gè)問題了,于是他們模仿動(dòng)物界的種群規(guī)律,把很多個(gè)小飛行機(jī)器人集合在一起。
先訓(xùn)練一個(gè)飛行機(jī)器人學(xué)習(xí)自控飛行,讓它先“學(xué)習(xí)”該如何從一個(gè)地方到另一個(gè)地方,通過計(jì)算,預(yù)測(cè)最佳路線。
(訓(xùn)練飛行機(jī)器人穿過套圈)
再把已訓(xùn)練好的飛行機(jī)器人放在一群飛行機(jī)器人中,讓它檢測(cè)鄰近的飛行機(jī)器人的距離,鄰近的飛行機(jī)器人依靠相互間的感應(yīng)來決定下一個(gè)動(dòng)作。
就像這個(gè)逗逼哥們演示的這樣。這并不是通過編程告訴飛行機(jī)器人它們?cè)撏娘w,每個(gè)飛行機(jī)器人都與其他飛行機(jī)器人有交互,它們能探測(cè)到彼此。
靠自主飛行演奏音樂。
飛行機(jī)器人到底能做些什么?
當(dāng)然啦,Vijay Kumar 帶著學(xué)生研究了那么多飛行機(jī)器人可不是為了鬧著玩的(嚴(yán)肅臉)。
如今的農(nóng)業(yè)面臨著水資源缺乏、污染等問題,這使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的效率不高。Vijay Kumar 就想到,能不能制造一種飛行機(jī)器人,用于解決農(nóng)業(yè)問題。
他們采用一種“精確種植”的方法,讓飛行器在果園中飛,給每棵樹搭建模型,收集每棵樹的數(shù)據(jù)。
當(dāng)一群小飛行器在果園中穿梭,他們就可以很快速的搭建果園地圖,把每棵果樹都呈現(xiàn)在地圖上。有了這些數(shù)據(jù),就可以準(zhǔn)確的告訴果農(nóng)每棵是需要化肥還是殺蟲劑。
可以統(tǒng)計(jì)每棵果樹上的果子數(shù)目。
可以對(duì)果樹建模,進(jìn)行三維重建,估算樹冠大小、樹葉面積等,判斷果樹是否健康。
檢測(cè)早期的萎黃病,并向果農(nóng)報(bào)告。
這使得果樹種植更加科學(xué)化,從而提高農(nóng)產(chǎn)量。
你以為人家做飛行機(jī)器人是鬧著玩的嗎,這才是學(xué)霸研究的真正目的啊。
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