無人機續航力問題有解,向小蟲學習如何「休息」

作者 | 發布日期 2016 年 05 月 24 日 9:28 | 分類 無人機 , 能源科技 , 零組件 follow us in feedly
數位時代配圖

無人機應用越來越廣,但飛行需耗費的高效能,也讓維持續航力成為亟待解決的問題,尤其對無法乘載太多重量的微型飛行機更是一大挑戰。有最新研究指出,只要運用靜電原理,即可讓微型飛行機如真正的蟲子一樣停留在各種表面「休息」,最高可節省飛行所需電力的1千倍。這可能是讓微型飛行機可進行長期監測任務的關鍵突破。



以靜電原理可附著幾乎任何表面

這項技術在最新一期的《科學》期刊發表,研究團隊將靜電片安裝在重量不到 0.1 克、高僅 2 公分的微型飛行機「RoboBees」上,可讓機器停留在幾乎所有表面,如樹葉、玻璃、木頭和磚塊等,並可較飛行時減少 500 到 1,000 倍的能源。根據《TheVerge》報導,這款飛行機最初在 2013 年公開,雖然當時可透過微型三腳架降落,但也限制了機器僅能在平坦表面的頂部停留。

該團隊發現,透過靜電技術,當機器靠近停留表面,就會產生相反電荷,在兩個物體間產生靜電引力,原理就像頭髮在和毛衣摩擦後,會黏在氣球上的道理一樣。不同的是,氣球靜電力會隨時間減少,該研究則會持續供給少量電力以維持引力,當終止電力即可離開停留表面繼續飛行。此方法也解決了過去使用化學黏著法,需要耗費大量能量才能將機器從黏著表面拉開的問題。

數位時代配圖

▲ RoboBees 的運作原理。(Source:Science

從環境到交通皆可監測

這項停留技術看似無關緊要,但卻是微型飛行機得以應用在長期觀察任務的重要關鍵。飛行機研究學者 Mirko Kovac向《衛報》表示:「當機器越小,供給飛行所需能源變得更加挑戰,長時間飛行也變得更困難,因此讓機器可棲息是一大幫助。」

Kovac 向《TheVerge》表示,如果科學家可結合再生能源(如太陽能板)到飛行機設計中,飛行機就可在停留時自行充電,這對偵查任務而言是非常重要的功能,「例如工業檢測、環境監控、交通管控」。不過他也提到,雖然無人機有許多不同面向的應用,但都是在僅需耗費少量能源的情況。

 

距離實際應用尚有距離

利用靜電讓微型飛行機休息看似解決許多問題,但距離可實際應用仍有一段距離。其中一名研究員 Mortiz Graule 指出,RoboBees 目前產生靜電荷和電腦操控機器的資料和電力,仍需透過線路供給,限制可飛行活動的範圍。此外,RoboBee 也非常容易受外在氣流影響。因此,如何將電力供給和控制系統整合至機器中,並讓飛行更穩定,是研究團隊待解決的問題。

(本文由 數位時代 授權轉載;首圖來源:AAAS) 

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