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公司 2016-8-26 17:13

飞行机器人之父把无人机越做越小,为的是拯救贫苦饥民

本文转载自“SME”,作者为“SME”,本文原标题为《“航拍是我最后才会想到的应用场景”,飞行机器人之父把无人机越做越小,为的是拯救贫苦饥民》,同时转载时已经获得作者同意。

无人机对于许多中国人来说是心中的骄傲

以大疆为首的中国公司在世界无人机排行中占据大半席位

这些公司们似乎已经完美诠释了无人机

UAV 1

印象中的无人机只是一群极客的大玩具

闹哄哄的飞行噪音以及繁琐复杂的操作设备

似乎无人机离我们很远,它们只是少数人的爱好

UAV 2

大疆的成功让很多厂商对无人机有了更多的想法

例如亚马逊的运输测试,极飞在农用领域的开拓

看起来无人机正在向大型化的线路发展

UAV 3

但是现代民用无人机的奠基者却花了近十年

把无人机做成了仅有手掌大小的小玩意

为的可不是让它像一个恼人的苍蝇在你耳边徘徊

UAV 4

……

韦杰·库玛,现任宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院院长

同时也是美国工程院院士和四旋翼无人机的先驱

UAV 5

自幼成绩突出的他进入印度最难考的印度理工学院

又来到美国延续自己机械工程师的梦想

UAV 6

在美国深造期间库玛接触到了很多科技前沿

其中就有近年来炙手可热的机器人技术

在攻读研究生时,库玛已经了解到许多地面机器人

包括足式和轮式机器人,可是在空中却是一片空白

UAV 8

他决定在这片蓝海中闯出自己的天地

起初库玛对飞行机器人的理解还不够透彻

选择了军事领域已经成熟的固定翼无人机作为切入点

UAV 7

但很快库玛就发现固定翼飞机的试飞手续复杂

研究成本也过于高昂,于是库玛便悬崖勒马

由室外转向室内,研发安全便携的室内飞行机器人

UAV 9

经过几年的研究,第一款可靠的四旋翼无人机终于诞生

此前,早在上个世纪初,四旋翼飞行器就已经出现在军方的实验当中了

但由于缺乏可靠的电子反馈控制系统

这些四旋翼飞行器都沦为人们记忆中亮眼的先烈

UAV 10

而库玛的想法并不是想让这些飞行器飞到室外去

恰恰相反,他希望这些飞行器能更加灵活可靠地穿梭于房屋内

UAV 11

技术在社会变革中发挥着重要的作用,这方面最典型的例子是工业革命,机器人也不例外。

得益于智能设备爆发的浪潮,传感器的技术有了飞速的发展

这让库玛得以在他的室内飞行机器人上搭载许多的“感官设备”

UAV 12

技术的革新让库玛看到了全新的机会

空中机器人不应该是载重的“飞行骡马”

它也不应该是一个完全由人操纵的机器

它需要有自主的飞行能力,而传感器正是它的眼耳

UAV 13

罗马不是一天建成的。大家看到的可能是里程碑式的成果,但没有看到的是这背后可能有着 5 年、10 年或者更长时间的积累。

2012 年,库玛带着自己团队的成果登上了 TED 的演讲台

库玛和他团队设计制作的飞行机器人只有巴掌大

却展示出超凡的运动能力和控制精度

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从此,人们便记住了这一个美国口音的印度大叔

……

研发小型化的飞行机器人的过程中也遇到了不小的困难

体积减小虽然带来了更小的惯性和转动惯量

这意味着小无人机有更为卓越的运动能力和安全性

但载重量的下降让无人机很难搭载齐全且高性能的传感器

UAV 15

库玛从飞舞的蜂群中找到了灵感

小型的飞行机器人虽然很难做到搭载大量的传感器

但可以采用集群协作的工作方式弥补这点

每一个飞行器个体在任务中各司其职,协同工作

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集群行动的飞行机器人拥有群体自主性

在室内它们可以感知空间,规划出最佳的行进路线

甚至可以分工合作,一边探路一边执行任务

UAV 19

飞行机器人绘制室内地图

呕心沥血近十年,库玛终于将他的飞行机器人做到了只有 20 多克

库玛的飞行机器人集群可以脱离网络再自主地执行任务

它们能够互相交流而不需要人为干涉操作

这非常适合在条件较差的偏远的地区使用

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集群跟随演示

库玛在最近举办的 CCF-Gair 大会上表示

在他看来飞行机器人目前最有潜力的应用领域将会是救援与农业

航拍是我最后才会想到的应用场景

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全球有数以亿记的儿童因为缺乏食物而营养不良

这样的情况在库玛的家乡印度尤为明显

他希望通过他的自主飞行机器人改善粮食的生产效率

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飞行机器人可以监测大范围的果林农田

第一时间将农作物的异常情况通报给农民

他坦言这些飞行机器人能帮助农业产量提升 10%

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库玛始终对机器人行业充满了热情与期待

当有记者问及他对机器人行业新人的建议时

库玛坦诚地说:“机器人是一个有趣领域,唯一的挑战在于这是一个没有边界的领域,我不能和他们说,你应该研究这个关注那个,因为机器人的边界在发生着动态的变化。”

UAV 24

今天的机器人已经上天了,下水的机器人还会遥远吗

海洋是地表上最大的空间,海洋资源我们甚至至今都只接触到了冰山一角

库玛在机器人领域的探索让我们有理由相信

水下农业也许会是未来能依靠机器人开拓的新大陆

UAV 25

你需要保持开放的心态,对新的机会敏感,每天需要进行学习——我现在仍然在学习,只是体系变化太快,你需要提醒自己:还有很多东西是我不知道的。

最后看看库玛教授团队的无人机集群演示

题图:YouTube

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