《電子技術(shù)應(yīng)用》
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仿生無人機(jī)能增強(qiáng)無人機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性 是未來無人機(jī)研發(fā)的重要方向

2019-11-26
來源:電子發(fā)燒友
關(guān)鍵詞: 無人機(jī) 仿生

  仿生,,顧名思義是模仿鳥類、蝙蝠或者飛行類昆蟲的外形構(gòu)造,。仿生無人機(jī),,主要是通過仿生優(yōu)化無人機(jī)的設(shè)計(jì)外形及內(nèi)在結(jié)構(gòu)以提高飛行性能,,進(jìn)而增強(qiáng)無人機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性,是未來無人機(jī)研發(fā)的重要方向,。

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  仿生無人機(jī)的特點(diǎn)主要是小巧靈活易攜帶,,仿生無人機(jī)的材料大多采用高技術(shù)復(fù)合材料,質(zhì)量輕盈,,體型較小,,便于單人攜帶;融入環(huán)境能力強(qiáng),無人機(jī)以其外形酷似鳥類或昆蟲,,飛行姿態(tài)也較為類似,,能高度融入自然環(huán)境;隱蔽接近難發(fā)現(xiàn),高度仿生肉眼很難分辨,,動(dòng)力系統(tǒng)噪音較小,,高復(fù)合材料又降低了雷達(dá)反射率,可實(shí)現(xiàn)近距離接近目標(biāo),,而不被發(fā)現(xiàn),。

  俄羅斯此次展出的“雪鸮”無人機(jī)可用于偵察監(jiān)視及目標(biāo)定位,,無人機(jī)重5公斤,續(xù)航時(shí)間40分鐘,,飛行距離約20公里,,被做成鳥的形狀是為了降低可見度,便于隱蔽接近目標(biāo),。研發(fā)者透露,,他們還制作了“游隼”無人機(jī),能通過揚(yáng)聲器發(fā)出模擬游隼的聲音,,驅(qū)離機(jī)場區(qū)域的飛鳥,。

  德國費(fèi)斯托公司研發(fā)生產(chǎn)的“仿生蝴蝶”無人機(jī)是一款氣動(dòng)仿生無人機(jī),擁有蝴蝶一樣輕盈的外形,,并且能夠展現(xiàn)成群結(jié)隊(duì)的蝴蝶一起飛舞的效果,。該無人機(jī)翼展50厘米,重量僅為32克,,雙翼各配備微型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),。其翅膀每秒擺動(dòng)1到2次,一次充電15分鐘可飛行3到4分鐘,,速度可達(dá)2.5米/秒,。“仿生蝴蝶”無人機(jī)之間的通信網(wǎng)絡(luò),,不僅可用于工廠生產(chǎn)的后勤組織和監(jiān)控系統(tǒng),,也可用于組成無人機(jī)集群執(zhí)行任務(wù)。

  美國麻省理工學(xué)院下屬的Draper公司研發(fā)了一款可控制的“蜻蜓”無人機(jī),,該機(jī)將微型導(dǎo)航技術(shù),、合成生物技術(shù)以及神經(jīng)科學(xué)技術(shù)相結(jié)合,創(chuàng)造了一個(gè)指甲大小的控制“背包”,,里面配置了太陽能電池,、控制器和傳感器,一旦蜻蜓背上這樣的“背包”,,便能由操作人員遠(yuǎn)程控制,。“蜻蜓”無人機(jī)的獨(dú)特之處在于,,使用光學(xué)電極來對經(jīng)過基因編輯的昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)號施令,。這意味著,蜻蜓可以在保留其原生飛行技能的前提下被操控飛行,,而這是其他微型空中機(jī)器人所不具備的,。

  我國西北工業(yè)大學(xué)研制的“信鴿”無人機(jī),時(shí)速高達(dá)40公里,,滯空時(shí)間約30分鐘,,飛行距離5公里,。“信鴿”無人機(jī)上安裝了高清攝像頭和圖像傳輸系統(tǒng),,能夠傳輸即時(shí)圖像信息,。因采用了先進(jìn)的人工智能技術(shù),“信鴿”無人機(jī)能夠模擬真實(shí)鴿子90%以上的飛行動(dòng)作,,這賦予了“信鴿”無人機(jī)強(qiáng)大的隱蔽性,,在空中偵察、反恐作戰(zhàn),、緝毒作戰(zhàn)等特殊任務(wù)中,,能夠發(fā)揮奇效。

  仿生無人機(jī)的軍事用途很廣泛,,如可近距離偵察監(jiān)視,,仿生無人機(jī)裝配光學(xué)、紅外等小型偵察設(shè)備后,,可近距離接近目標(biāo),,實(shí)施偵察或監(jiān)視任務(wù);高精度引導(dǎo)打擊,在接近并確定目標(biāo)坐標(biāo)后,,仿生無人機(jī)可使用自身裝備的激光目標(biāo)照射器瞄準(zhǔn)敵方飛機(jī),、火炮等目標(biāo)來引導(dǎo)打擊;突然性精確攻擊,仿生無人機(jī)可攜帶少量使人失去行動(dòng)能力的化學(xué)藥物,、可燃物,、炸藥等武器,在接近目標(biāo)后,,突然地實(shí)施精確攻擊,。

  目前研發(fā)的仿生無人機(jī)大多采用電池供電和借助空氣升力兩種方式提供飛行動(dòng)力,借助空氣對流獲得升力對環(huán)境的要求較高,,采用鋰電池、太陽能薄膜供電等方式提供的能量有限,,因此需要進(jìn)一步研究動(dòng)力來源或提升電池的儲能效率,。另外,由于仿生無人機(jī)大都體型小巧,,材質(zhì)輕盈,,在駐足啟動(dòng)、變化路線,、發(fā)射回收等環(huán)節(jié),,容易受自然環(huán)境的影響,操作控制較為困難,。但是,,隨著新材料技術(shù)的突飛猛進(jìn),,電池能源以及太陽能轉(zhuǎn)化技術(shù)的不斷升級,特別是人工智能技術(shù)研究的持續(xù)深入,,仿生無人機(jī)的諸多瓶頸也將隨之而解,,未來仿生無人機(jī)必將大放異彩。


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