我們之前就報道過多模式(multi-modal)機械人的優點,通過將兩種不同的移動模式組合到同一個平台,你就能充分利用每種模式的優勢,在利用地面機械人的效率和耐力的同時,利用飛行機械人的多種性能。但是,設計一種能夠同時具備地面行進和飛行能力的機械人,並且考慮複雜性和相關的效率問題,這並非大多數機械人團隊所考慮的。與其為一個機械人設計多種不同的能力,還不如分別為每個不同的機械人設計不同的能力,然後尋找一種能夠使他們協同工作的方式。這個利用機器蟑螂充當攜載機器鳥的航母就是一個非常好的例子。


人間大炮....發射

來看看加州伯克利製作的VelociRoACH機械人,H2Bird撲翼微型飛行機械人,在經過一小段的衝刺之後,就從載體框架上成功起飛了。這個H2Bird(重量為13g,能夠飛行一分半鍾)自己無法獨立起飛,他需要具備1.3m/s的初速度和35-40度的仰角才能成功起飛。這些條件能夠有下面的VelociRoACH攜帶框架提供。

該機械人的設計團隊並非考慮獨立操控每個機械人,研究人員發現當這些機械人被聯繫到一起時能發揮巨大優勢。顯然,在攜帶了H2Bird之後,VelociRoACH的移動效率會有所下降。當VelociRoACH行進時,H2Bird以5Hz的頻率扇動翅膀,這能夠降低螺距(pitch),也會增加它的穩定性。同時這種緩慢的拍打還能有效降低H2Bird的重量,能使運行速度提升12%。從而使得2個機械人的運輸成本下降,研究人員這樣解釋的:

僅將H2Bird放在VelociRoACH上進行運輸時沒回降低後者運輸效率的16%。但這種開銷在必須同時將2個機械人運輸超過80m以上時,就會變得更加有效。H2Bird需要在空中飛行20米,但是VelociRoACH則無法到達。在另一種情況下,每個機械人單獨前進80米,H2Bird 繼續完成最後的20米。在后一種情況下,VelociRoACH托着H2Bird行進了前80米,之後H2Bird 起飛,然後飛行20米。這種情況下會比前一種能耗低25%。也就是說,用兩種機械人合作,能夠使得運動效率更高。

目前的兩個機械人還是靠遙控控制,下一步的研究就是開發自動發射系統。我們也希望看到VelociRoACH能夠對H2Bird 進行回收,使機械人團隊能夠充分利用空中和地面運動。

協調的撲翼飛行器和發射機械人將在2015年的西雅圖 ICRA 中展出。
(# 不久的將來,我們就能開發出六神合體的雷霆王)

IEEE

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