大疆首款「穿越机」再现速度与激情、仿昆虫机器人会翻跟头，无人机新进展来了！
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2021-03-04 09:08
作者 | 付静
无人机最早出现于 20 世纪 20 年代。
据说在一战期间，英国的两位将军卡德尔和皮切尔向英国军事航空学会建议：
研制一种不需要人来驾驶，用无线电即可操纵的小型飞机。让它飞到目标区上空，向敌方投掷炸弹。
这一大胆的设想得到了英国军事航空学会理事长的赏识，也在某种程度上为无人机开创了先河，之后在越南战争、海湾战争、北约空袭南斯拉夫等过程中，无人机均被频繁用于执行军事任务。
如今，有着百年历史的无人机已不仅仅是为打击敌人而存在的飞行器了，航拍、农业、高空秀、宣传、快递运输、军事侦查、救灾、测绘、电力巡检等领域都能见到其身影。
前不久一架名叫「机智号」的无人机随着探测器将高通骁龙 801 和 Linux 系统一并带上火星，成为无人机领域的焦点。
深圳经济特区 40 周年庆期间，上千架无人机在深圳上空演绎了一场华美的大型灯光秀。
疫情期间，不戴口罩出门唠嗑的大妈大爷被无人机火速劝退。
南京大学科学家设计了一个基于无人机的小型量子网络原型，成功将量子信号传递到了 1 公里外的自由空间，无人机摇身一变成了我们看不懂的应用。
CES 2021 上，索尼高调宣布进军无人机市场，宣称其首个无人机产品 Airpeak 将是史上最小的搭载索尼 Alpha 无反相机的无人机，能在动态飞行中保证高画质影像。
中国初创公司实现了用意念控制无人机，头往哪偏，无人机就向哪个方向飞。
那么问题来了：除了上述应用，无人机还有哪些最新进展？
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FPV 打造第一人称视角沉浸感飞行
2018 年 9 月，在世界海关组织协调制度委员会（HSC）第 62 次会议上，无人机被归类为「会飞的照相机」。众所周知，在消费级市场，无人机最为常见的应用之一正是航拍，而说起航拍，不少人都会想起一个品牌——大疆。
今天，雷锋网编辑就被大疆昨晚发布的最新产品 DJI FPV 刷屏了。
先来感受一下。
相比常规的无人机航拍画面，DJI FPV 的效果就像大疆的广告语：飞临其境。
【图源 UP 主：甜甜tang】
对于这款新产品，有网友在观看宣传视频之后表示：
可以体验到在梦里被人/野兽追杀到悬崖边/高楼楼顶一跃而下的刺激感了。 不是航拍机，更像是人类视觉的延展。
无人机之中飞得最爽的，穿越机之中最容易上手的。
随时随地飞跃地平线。
官网显示，DJI FPV 套装包括 DJI FPV 飞行器、DJI FPV 飞行眼镜 V2、DJI FPV 遥控器 2 及电池等配件，售价为 7999 元。
DJI FPV 只需要通过摇杆单手操作控制，其姿态会随着用户的手部动作变化，产生“人机合一”的既视感。
视频显示，DJI FPV 共三种模式：
普通模式：不论是操作还是画面，都类似于常规的无人机，支持障碍物检测与自主减速；
运动模式：将产生前文那些让人肾上腺素急速飙升的画面，即支持第一人称视角操作，最大速度 27m/s，支持定速巡航；
进阶手动模式：最大速度 39m/s。
值得一提的是，三种模式都支持「一键急刹悬停」，据说只要按下急刹悬停键，速度 72km/h 的无人机将会在 2 秒内实现悬停。
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重量不足 1 克的无人机会翻跟头
就在中国厂商发布新品的时候，实验室里的科学家们也做出了无人机领域的最新科研成果。
2021 年 2 月 18 日，一篇题为 Collision Resilient Insect-Scale Soft-Actuated Aerial Robots With High Agility（具有高度敏捷性的抗碰撞昆虫级软驱动空中机器人）的论文发表于 IEEE Transactions on Robotics 期刊。
该论文作者来自 MIT 电气工程与计算机科学系电子研究实验室（助理教授 Kevin Yufeng Chen 和博士生 Zhijian Ren）、香港城市大学生物医学工程系（机器人专家 Pakpong Chirarattananon）、哈佛大学工程与应用科学学院（博士生 Siyi Xu）。
科学家们设计的无人机长什么样呢？MIT 官网给出的图长下面这样。
没错，这款无人机的设计灵感源于自然界中的昆虫。要知道，会飞的昆虫十分敏捷强壮，当在复杂的自然环境中飞行时，它们可以展示出侵略性的高难度动作（比如后空翻、快速逃脱和飞行中的碰撞恢复）。
正如 MIT 所说：
自然界中不确定性太多，可能有大风、可能有障碍物存在，但昆虫有着惊人的灵活性，这种特性会帮助它们在飞行中导航。
据了解，当前最先进的重量不足 1 克的微型飞行器（microaerial-vehicles，MAVs）主要由压电陶瓷等刚性驱动器提供动力，但问题在于断裂强度（120 MPa）和失效应变（0.3%）较低。
虽然目前的一些微型飞行器系统已经能够实现较高的升重比，但它们并未展示出类似昆虫的动作，如翻跟头或快速碰撞恢复。
基于此，MIT 助理教授 Kevin Yufeng Chen 及其团队建立了一个接近昆虫敏捷性的系统。
这款无人机的尺寸就像自然界中的昆虫那般大，重量仅仅 665mg，由一种新型的软性驱动器「介电弹性体致动器」（DEA）提供动力。
具体来讲，新型 DEA 实现了高功率密度（1.2 kW/kg）和相对较高的转导效率（37%），团队将 DEA 整合到系统中，执行器每秒可“扇动”近 500 次。
结果表明，团队设计出的空中机器人系统：
具有较大的升重比（2.2:1），上升速度为 70cm /s；
可在控制下实现悬停飞行；
可在 0.16 秒内从飞行碰撞中恢复，顺便完成一个翻跟头的动作。
值得关注的是，MIT 表示：
它们能够承受真实世界飞行的物理痛苦。（withstand the physical travails of real-world flight）
团队认为，这款机器人未来或能帮助人类为农作物授粉，或是在狭窄空间内对机器进行检查。
可以肯定的是，不论是让人肾上腺素急速飙升的「穿越机」，还是灵活的昆虫级「空中机器人」，无人机领域有着广阔的想象空间。未来无人机还将如何发展，我们拭目以待。
引用来源：
https://www.dji.com/cn/dji-fpv?utm_source=baidu&utm_campaign=CN-brand-fpv-pc-launch-dji-fpv&utm_medium=paidsearch&bd_vid=7873674995175987809
https://ieeexplore.ieee.org/document/9357346
https://news.mit.edu/2021/researchers-introduce-new-generation-tiny-agile-drones-0302
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