受雷莫拉魚啟發:這款使用了圓盤設計的兩棲無人機可以在水下搭便車
雖然我們已經聽說過一些空中無人機也能在水下作業,但一款全新的無人機將把這一概念往前大大推進一步。據悉,通過使用一種受魚類啟發的吸盤,它可以在水下搭車–甚至可能在潛艇上–以節省電池電量。
該原型設備是由中國北京航空航天大學、倫敦帝國學院和瑞士Empa研究所的科學家合作開發。
據了解,它採用了小型防水四旋翼飛機的形式,上面有一個3D打印的矽膠圓盤,其靈感來自於雷莫拉魚扁平的頭部的類似附屬裝置。雷莫拉魚用這個圓盤將自己粘在大型動物上,如鯨魚、鯊魚和蝠鱝。當宿主生物進食時,雷莫拉魚會暫時從它們身上分離出來以吞食水中的殘渣。
跟雷莫拉魚的天然圓盤一樣,無人機的合成版本並不只是一個大吸盤。相反,它包含了平行排列的柔性膜,它們之間的空間形成了獨立的吸力艙。對於魚和無人機來說,這一特點使圓盤能粘附在彎曲、粗糙、不平整的表面上,即使整個圓盤沒有接觸到表面也能保持住。
該無人機能像其他四軸飛行器一樣飛行,與此同時也能在短短0.35秒內下降到水面以下–或從水面下浮出。據報導,這是任何空中-水上無人機的最快轉換速度。
在水下時,直升機的螺旋槳末端會被動地折回,從而使這些螺旋槳能更有效地在水中推進飛行器。通過使用機載攝像頭,它可以尋找到目標並將自己吸附在其上。這個目標可以是一個移動的目標–如一艘潛艇或正在研究的鯨魚–也可以是固定的東西,如一條管道或一個石油鑽井平台的腿。
“水下通信和信號傳輸並不容易,因此(無人機)可以在水下和空中有一定程度的自主操作,由機載傳感器引導,”Empa和帝國學院的Mirko Kovač教授介紹稱,“過渡到空中的能力的優勢之一是,它不一定需要在水下通信,而是可以跳出水面用5G或Wi-Fi網絡發送信號。”
作為一個額外的好處,該飛機的吸盤在陸地上也能工作。這意味著,如果它需要在一個地方閒逛,那麼它可以把自己粘在一個懸空的地方如屋頂的屋簷,然後關閉其電機直到它需要再次移動–否則的話它將不得不盤旋,而這會更快地耗盡其電池電量。
研究人員們希望在該技術得到進一步發展後可以應用於海洋研究、搜救行動、環境感應和工業檢查。