
北京航空航天大学的一组研究人员与伦敦帝国理工学院和瑞士联邦材料科学与技术实验室的同事合作,开发出了一种能够在空中飞行并在水下机动的四轴飞行器,另外,它还有一个吸盘,可以搭“顺风车”。他们把研究成果发表在《Science Robotics》杂志上,并描述了他们的无人机。
在过去的几年里,四轴飞行器已经成为一种消费产品。虽然它们背后的技术令人印象深刻,但它们的一个缺点是无法在水上着陆时生存。在这项新的研究中,研究人员不仅克服了这个问题,而且他们还赋予了他们的机器人在水下机动的能力,并把自己绑在水下生物身上。

注意到四轴飞行器仍然只能飞行很短的时间,研究人员研究了一种可以搭便车的无人机,类似于 Remora 鱼。Remoras 有一个吸盘,可以让它们附着在其他鱼、鲨鱼和鲸鱼身上,从而节省能量。为此,研究人员创建了一个以 Remora 运动为模型的吸盘。
该团队通过一种四层的方法制造出了人工版本的䲟鱼吸盘。他们将超柔性层与更坚硬的结构结合在一起,并将一层与小通道网络结合在一起,当充满液体时,小通道可以充气,取代活的肌肉组织,作为一种与薄片结构结合的方式,以进一步增加吸力。该设计使机器人几乎可以附着在任何表面,无论是湿的还是干的,并且即使盘的一部分自由了,也能保持附着。添加了一个小型电机将水泵入和泵出圆盘,另一个用于控制其迎角。研究人员还为无人机添加了防水功能,并修改了螺旋桨以在遇到水时自动折叠。结果是一种四旋翼无人机,它可以在空中正常飞行,也可以在水下机动。当它粘在鱼、鲨鱼或鲸鱼身上时,它可以在不使用电池的情况下行驶数英里. 无人机还可以放开宿主,游到水面,飞出水面。

这种“全能”无人机像我们展现了一种全新的思路和技术解决方案,虽然现在还并不完善,但其广阔的前景仍然令人期待。这项研究可以为未来的机器人铺平道路,在各种空中和水生环境中具有自主生物检测、监测和跟踪能力。
论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abm6695