編譯李忠東

耐碰撞的智能救援無人機

編譯李忠東

在阿聯(lián)酋舉辦的首屆“阿聯(lián)酋無人機公益應用大獎賽”（UAE Drones for Good Award）為期兩天的活動中，有40名選手向國際評審現(xiàn)場演示了各自的項目。瑞士聯(lián)邦洛桑理工學院（EPFL） Flyability無人機公司開發(fā)的耐碰撞無人機“吉姆球”（Gimball）嶄露頭角，拔得頭籌，贏得了100萬美元（人民幣約689.31萬元）的大獎。評委們頒獎詞說：“Flyability開發(fā)的‘吉姆球’無人機能夠進入密閉空間，靠近人類時保持安全距離，可高效用于救援任務。該無人機的機身外有一個旋轉(zhuǎn)式籠子保護，因此即使在極具挑戰(zhàn)性的環(huán)境下與障礙物相撞，也不會失去穩(wěn)定性?！?/p>

△ 設計獨特

△ 不怕碰撞

設計靈感源于昆蟲

“盡管有許多無人機學術(shù)研究獎項，但針對新技術(shù)社會應用的獎并不多?！疅o人機公益應用獎’在業(yè)內(nèi)首開先河，作用非同小可?！?Flyability聯(lián)合創(chuàng)始人帕特里克·塞沃茲表示，“該獎項幫助人們認識到這些飛行器能夠為社會帶來積極的影響，可以讓和我們一樣充滿激情的團隊繼續(xù)前進，讓夢想成為現(xiàn)實?！?/p>

這種足球大小的“吉姆球”無人機裝備了一個像保護籠一樣的多軸球形支架，支架內(nèi)有一個穩(wěn)定的平衡環(huán)，上面安裝了推進器和航空電子設備。保護籠和飛行控制算法均已獲得專利，解決了目前飛行機器人所面臨的兩大挑戰(zhàn)：障礙和沖突管理以及安全操作問題。它在夏季達沃斯論壇上展出時，引起了與會者的興趣和關注。

未來無人機的發(fā)展方向不是去攻擊某個目標，而要在技術(shù)上提升感知能力，成為提供服務的“天使”。Flyability無人機公司對無人機服務做出如下定位：讓搜索和救援的技能與機器人伙伴結(jié)合，即使在人口密集地區(qū)也能安全部署，真正滿足實際的需求。在災難發(fā)生時，將“吉姆球”無人機發(fā)送到人類難以到達的地方，深入不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，進一步評價其安全性。車載攝像頭能拍攝周圍的環(huán)境，給救援人員提供信息。在建筑物里探測，評估煙霧濃度。進入事故現(xiàn)場，鑒別化學物質(zhì)的泄漏源。

“吉姆球”無人機的設計靈感來源于昆蟲的飛行，研發(fā)團隊思路與眾不同：與其躲開障礙，不如 “勇往直前”，自行開路。這款可用于救援的智能雙翼無人機外形奇葩，包覆在球形鏤空籠網(wǎng)特殊設計中，看起來就是個“球”。在智能系統(tǒng)實驗室，研究人員讓它像昆蟲那樣，直接和障礙物進行碰撞，然后反彈回來，繼續(xù)朝搜索目的地前進。由于有被動旋轉(zhuǎn)的球形籠，各種姿態(tài)都能保持穩(wěn)定。機器人飛行控制算法可使其在最復雜的地形地貌飛行，保持穩(wěn)定，而無需復雜的傳感器。除了飛行之外，還可以在墻壁、天花板和地面上行走。

無人機有可能改變我們的工作、娛樂和交流方式，但它目前無法在建筑物或人群附近進行安全的操作，因為這些場合對于飛行來說充滿危險，甚至根本不可能飛行，而這樣的環(huán)境往往是人們最需要無人機的地方。但是“吉姆球”卻做到了，實現(xiàn)了無人機在復雜、混亂或室內(nèi)等環(huán)境中飛行的可能性。對于那些檢驗的專業(yè)人士來說，即使在操作無人機方面不是訓練有素，也可以駕馭“吉姆球”。萬一指揮失誤，也不會有任何危險。因為它外面的保護籠可以使其安全地在人群附近飛行，甚至可以在工廠中穿行。

1、大顯身手

2、操作方便

3、外形奇葩

搜尋救援大顯身手

“在傳統(tǒng)的維護工作中，腳手架、天空登山者、鏟斗卡車或者繩子是常用的方式，但是使用這些方式進行維護工作既昂貴又耗時。”Flyability無人機公司首席技術(shù)官阿德里安·布里奧博士指出，“而有了‘吉姆球’無人機，這樣的檢查工作只需要原來一小部分成本和時間就可以完成，減少了基礎設施的停機時間，甚至可以讓用戶在一天內(nèi)完成所有工作。”

對于救援和工業(yè)核查人員來說，“吉姆球”無人機是一種廉價又有用的救援工具。它能在狹小的空間中飛行，搜尋隱匿的受害者。由于機身周圍被堅韌輕巧的碳纖維所包圍，因此在執(zhí)行艱巨的救援任務時，可利用障礙來找路，而不必試圖躲避它們。

“吉姆球”無人機的球形還可以保護被營救者免受螺旋槳的傷害，同時使得室內(nèi)操作相對輕松。得益于能在室內(nèi)靈活運動，又具備抗碰撞性能，它無懼于損壞自己或砸傷他人，非常適合緊急救援。比如在火災現(xiàn)場，房屋起火時能代替消防員完成偵查工作。尤其是在核事故和建筑物倒塌事故中，操作簡單易行。

經(jīng)過5年的研發(fā)，“吉姆球”無人機已經(jīng)為能源、石油天然氣、海事和重工業(yè)領域的客戶提供了一年多的服務。它裝備了高清攝像頭、熱成像攝影機和一個強大的嵌入式照明系統(tǒng)，與此同時該平臺還有一個非常堅固的數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)，以確保在視線外和金屬環(huán)境下飛行的時候仍可以提供實時視頻。

人類進入密閉空間進行檢查是一項危險的工作，全球每年有成百上千的死亡報告。使用機器人代替人類完成危險環(huán)境下的任務，是最終用戶和技術(shù)開發(fā)人員的共同目標?！凹非颉睙o人機可應用于包括鍋爐、坦克、船只、堆棧和任何其他限制和復雜的空間的檢驗，甚至是完全黑暗的環(huán)境中的檢查工作。

“我們一直在努力尋找資金來開發(fā)我們的搜救無人機，而阿聯(lián)酋政府首腦會議上推出的‘阿聯(lián)酋無人機公益應用獎’恰好讓我們可以在一年之內(nèi)以商業(yè)化的形式發(fā)展這一項目。”帕特里克展望道，“有了這百萬美元的贊助，F(xiàn)lyability無人機公司的研發(fā)團隊將對‘吉姆球’做進一步的改進，添加諸如在黑暗和煙幕環(huán)境中紅外成像和更好的室內(nèi)定位等功能，使其能夠飛到任何危險的地方替代救援人員而挽救生命?！薄?/p>

（編譯自www.engadget.com, uavcoach.com）

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