斯坦福发明“长腿”无人机!等比例模仿猎鹰,能空中抓球、树上栖息

12月1日，斯坦福大学的一项新成果登上国际学术顶刊《科学》的子刊《科学·机器人学》封面。研究人员受鸟类启发，研发出一款名为SNAG的自动“机器脚爪”，可以使无人机能够在复杂的表面起飞和降落，并捕捉空中的物体。

多年来，无人机已经可以在天空上自由飞行，却并没有掌握稳定的着陆能力，经常“栽跟头”。鸟类几乎可以用脚爪缠住任何东西，掠过海浪尖的鹈鹕可以突然降落在码头的桩上，猫头鹰能以64km/h的速度俯冲下抓住一只老鼠，这为斯坦福大学的研究人员带来了启迪。

他们以一种名为游隼的猛禽为参照，采用3D打印的方式打造了这款名为SNAG“机器脚爪”。它可以助一个无人机锁定与它们接触的任何东西，无论是可以栖息的树枝，还是空中抛落的球体。未来有一天，它可能使无人机飞到任何地方，甚至成为能“捕猎”的无人机。


鸟类经过数百万年的进化而形成，给无人机设计师提供了很多可以切入的想法。添加羽毛、变形的翅膀或流线型机身可以使无人机更有效地飞行。但在降落方面却参考的比较少。

大多数多旋翼无人机需要一个清晰的降落垫，而且不能利用不同的表面。另一方面，鸟类可以不假思索地俯冲下来，栖息在各种表面和形状上。

因此在新的研究中，斯坦福大学的研究人员着手设计一对鸟类的腿，可以赋予无人机同样的多功能性。他们将该系统命名为立体自然启发式空中抓取器（SNAG），它特别基于游隼的腿和爪子。

SNAG 有像肌肉一样的马达，和像肌腱一样的电线。腿部吸收着陆时的冲击力，并使爪子在20毫秒内扣住栖息地。然后，脚踝锁住，加速器记录下机器人已经停了下来。然后，一个平衡算法稳定了机器人，使它不会直接从栖息地的前面翻转。

研究人员说，该系统使飞行机器人在各种条件下都能在地面上停下来。在一个森林中的测试表明，SNAG可以在不同厚度、质地、凹凸不平的树枝上着陆和固定，无论是干燥的还是有水的。在其他测试中，该团队显示，这些反应灵敏的爪子可以抓住抛向它的物体，如豆袋和网球。