让无人机像蜜蜂一样集群!美国黑科技又突破!
在一期《科学》杂志上,研究人员展示了一种令人振奋的技术突破:一群微型无人机,它们拥有自主未知环境的能力。这是群集机器人领域迈出的重要一步。
这些微型无人机的重量仅为33克,纤细得可以放在手掌中。尽管尺寸小巧,但它们却具备了令人惊讶的功能——自主导航。对于这样的小型无人机来说,自主导航是一项巨大的挑战,因为它们有限的感知和计算能力使得完成任务变得困难重重。研究人员从自然界的昆虫身上汲取了灵感,并成功地将这种自然智慧转化为机器人的工作能力。
昆虫在导航方面的相对简单性激发了研究者们的思考。他们设想,如果小型机器人能够模仿昆虫的行为方式,那么它们就能够克服自身的局限性。通过大量使用廉价的小型机器人,我们可以执行一些大型机器人无法完成的任务。例如,一群飞行中的微型无人机将比单个大型无人机更快地灾难现场。这种成群结队的集群控制方法尚未实现,但其潜力已经引起了人们的广泛关注。
这个研究项目的目标是利用成群的无人机在搜救场景中进行应用。在一项搜索和救援实验中,微型无人机成功地了未知环境,并找到了两个人类大小的木制人偶。它们将信息返回到基地,让救援人员能够更高效地展开行动。想象一下,在未来,当灾难发生时,救援人员可以释放一群这样的微型无人机去灾难现场。这些无人机将飞入大楼,快速并带回有价值的信息,帮助救援人员做出决策。
这个项目的成功得益于一个由荷兰国家科学基金会资助的联合研究小组的努力工作。他们克服了无数挑战,其中最艰难的就是实现微型无人机的自主导航能力。博士金伯利·麦奎尔表示:“实现群体的最大挑战在于无人机的个人情报水平。”通过深入研究昆虫的导航方式,他们找到了一种新的导航方法,这种方法不需要在无人机上增加额外的硬件,并且只需要很少的计算就能实现自主导航。在短短不到6分钟的时间里,一群小型无人机就能够整个办公楼层。它们快速、高效地完成使命,展现了这一技术的巨大潜力。他们提出了一种新颖的“错误算法”,这种算法虽然不能绘制环境地图但它能够在遇到障碍时实时处理这些问题。总的来说这项研究不仅展示了微型无人机在未知环境方面的潜力也为未来的救援行动和其他领域的应用提供了新的可能性。