科學家預測:人類100年后很有可能住在海底城市、享用3D打印食物,乘坐無人機出行旅游……無人機近年來一直是一個很火的話題,除了一些新奇的玩法之外,日新月異的科學技術會為我們帶來什么樣的未來呢?人們教會無人飛行器如何載重飛行、如何應對干擾……總而言之,教會無人飛行器學習一切與外界互動的方法。
如何突破自主飛行器的局限?
如果一個機器要實現(xiàn)自主飛行,那它必須全面了解空間中所有物體的動態(tài)。之前,科學家通常利用外置攝像機來對物體進行定位,這種方法使人能集中精力應對飛行器高速運行時出現(xiàn)的多變情況?,F(xiàn)在,科學家研究出了一種新定位技術,無人飛行器使用內置傳感器確定其在空間中的位置,并通過內置計算機決定自己應如何應對。唯一的外部命令屬于高級命令,如起飛和降落等。
尾座式垂直起落機
所謂的“尾座式垂直起落機”能夠自己尋找目標并完成任務。與其他固定機翼飛行器一樣,它能夠有效地向前飛行,但它比直升飛機完成得更出色,而且花樣更多。它能夠盤旋,折服于它起飛和降落的巨大優(yōu)勢,同時有了更大的變通性。有利必有弊,尾座式垂直起落機容易受到大風的影響,科學家正在研發(fā)新的控制結構和計算方法來克服這一局限。科學家希望飛行器能在無論任何情況下,都能迅速恢復到飛行狀態(tài),并能通過飛行訓練,不斷提高飛行性能。
研究過程中,科學家會思考一些抽象的基礎性問題,并試圖找到核心答案。例如控制飛行器中至少需要多少個可動零部件?
我們都知道,直升飛機有上千個可動部件都會對人體產(chǎn)生傷害。實際上,幾十年前,熟練的飛行員遙控操作的飛行器中只有兩個運動部件——旋螺槳和尾部方向舵。其實只需要一個部件就夠了。
單通道旋轉飛行器
單通道旋轉飛行器是全世界最簡單的遙控飛行裝置,它只有一個可動部件——螺旋槳。沒有襟翼、沒有鉸鏈、沒有副翼,也沒有其他的促動器和控制面板。盡管結構簡單,但它的大腦非常發(fā)達,使它能夠穩(wěn)定飛行,并在空間中任意飛行。即使這樣,他也沒有尾座式垂直飛行器復雜的計算程序,也就是說,要讓它飛起來,必須以正確的方式把它放飛出去。
如果說單通道旋轉飛行器是集約化設計的一種嘗試,那么,有著八個螺旋槳的全向直升機就是一種繁復設計的嘗試,這些多余的設置有什么用?大家首先應注意到這個飛行器是高度對稱的。所以在定位表現(xiàn)上具有對立性,這賦予了它非凡的能力,他可以在空間中任意移動。它的結構具有先天的復雜性,這源于八個螺旋槳之間的相互作用??商崆霸O定一些特性,其他特性在飛行中自動生成。
如果飛行器要成為我們生活中的一部分,那它必須具備極高的安全性和可靠性。一個高性能的四方形升降機有兩個獨立螺旋槳,如果其中某個部件出了故障,馬達、螺旋槳、電子設備壞了,甚至電池沒電了,它仍然能飛,盡管飛行姿勢有些走樣。
大量具有相互協(xié)作功能的自主飛行器為我們帶來了一種全新的、美的視覺感受,一個微型四方形升降機還沒有一片面包重,裝上定位系統(tǒng),設計專門的計算方式。每個飛行器都知道自己在空間中的位置,而且都有自控系統(tǒng),因此機群中飛行器的數(shù)量是不受限制的。
事實上,我們很難預測處于萌芽狀態(tài)的科技將會帶來怎樣的影響,它不斷啟發(fā)我們:宇宙如此神奇美妙,充滿創(chuàng)造力和智慧的人類能夠一如此驚人的方式去展現(xiàn)宇宙的魅力!無人飛行器技術具有巨大的商業(yè)和經(jīng)濟潛力,更為它的魅力錦上添花。無論如何,一個新的人工智能時代已經(jīng)到來!