DRAGON无人机可以改变其形状以在复杂的环境中移动

最近,人们对空中机器人的应用非常关注,其中最具潜力的领域之一是室内。关于室内的事情是,根据定义,你必须穿过门才能到达那里,一旦你进入室内,就会有各种各样的东西对空中机器人来说非常危险,比如更多的门、墙壁、窗户、人、家具、悬挂植物、灯罩和其他空中机器人,不可避免地会有更多的门。

一种解决方案是让你的机器人变得超小,这样它们就可以穿过小开口,而不会遇到脆弱和昂贵的东西,但这样你就会被小型机器人困住,这些机器人不能做很多事情。另一种解决方案是把你的机器人放在保护笼子里,但这样你就会被机器人困住,即使它们想与环境互动,也无法轻易地与环境互动。理想情况下,你会想要一个不需要这种保护水平的机器人,它在某种程度上又大又强大,但同时又小巧灵活。

在东京大学的JSK实验室,机器人专家开发了一种名为DRAGON的机器人,它(显然)代表“具有多重自由度空中转换能力的双旋翼嵌入式多连杆机器人”。这是一个模块化的飞行机器人,由管道风扇提供动力,可以在飞行中从正方形到蛇形,再到介于两者之间的任何东西,允许它伸展以穿过小孔,然后在它的另一侧做出你想要的任何其他形状。

视频:空中机器人DRAGON的设计、建模与控制

DRAGON由一系列相连的模块组成,每个模块都由一对涵道风扇推进器组成,这些推进器可以在您需要的任何方向上以滚动和俯仰驱动矢量推力。这些模块通过动力铰链关节相互连接,整个机器人由英特尔欧几里得驱动,并由电池组供电(提供 3 分钟的飞行时间,老实说比我想象的要多),安装在机器人的脊柱上。这个特殊的原型由四个模块组成,使它的行为有点像四旋翼,尽管我认为从技术上讲它是一个八旋翼。

在ICRA上发表的论文主要集中在这样一个事实上,即他们设法让这个东西从地面上起飞,在空中,并进行了一点点改造(这其中涉及大约四页的数学)。DRAGON 可以作为直线、盒子、“L”形飞行,也可以有更复杂的 3D 形状,如锯齿形或螺旋形。

然而,令人兴奋的是,为什么这个机器人首先被设计成可以变形。这段视频实际上是2018年IROS论文的预告片,显示机器人改变形状以挤过一个小缝隙,我们在ICRA被告知,DRAGON能够自主决定如何转换,当它需要通过的空间受到限制时。不过,这里的潜力不仅仅是在狭小的空间中安装:研究人员将这种机器人概念化为一种过度驱动的飞行臂,它既可以形成新的形状,也可以利用这些形状通过操纵物体与周围的世界互动。最终,DRAGON将有多达12个相互连接的模块在空中摆动,它将用它的两端像双指抓手一样捡起物体。我们可以想象 DRAGON 将自己包裹在东西上来移动它,或者利用与环境的直接接触来做其他令人兴奋的事情。

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