2018年9月26日 星期三

.飛行機器人之父把無人機越做越小,為的是拯救貧苦飢民

The Future of Flying Robots | Vijay Kumar | TED Talks


ifanr







無人機對於許多對岸中國人來說,或許是心中的驕傲

以大疆為首的中國公司,在世界無人機排行中佔據大半席位

這些公司們似乎已經完美詮釋了無人機


UAV 1


印象中的無人機,只是一群極客的大玩具

鬧哄哄的飛行噪音,以及繁瑣複雜的操作設備

似乎無人機離我們很遠,它們只是少數人的愛好


UAV 2



大疆的成功,讓很多廠商對無人機有了更多的想法

例如亞馬遜的運輸測試,極飛在農用領域的開拓

看起來無人機,正在向大型化的線路發展


UAV 3


但是現代民用無人機的奠基者,卻花了近十年

把無人機做成了,僅有手掌大小的小玩意

為的可不是讓它像一個惱人的蒼蠅,在你耳邊徘徊


UAV 4
……


韋傑·庫瑪,現任賓夕法尼亞大學工程與應用科學學院院長

同時也是美國工程院院士和四旋翼無人機的先驅


UAV 5


自幼成績突出的他,進入印度最難考的印度理工學院

又來到美國延續自己機械工程師的夢想


UAV 6


在美國深造期間,庫瑪接觸到了很多科技前沿

其中就有近年來,炙手可熱的機器人技術

在攻讀研究生時,庫瑪已經瞭解到許多地面機器人

包括足式和輪式機器人,可是在空中卻是一片空白


UAV 8


他決定在這片藍海中,闖出自己的天地

起初庫瑪對飛行機器人的理解,還不夠透徹

選擇了軍事領域,已經成熟的固定翼無人機,作為切入點


UAV 7


但很快庫瑪就發現,固定翼飛機的試飛手續複雜

研究成本也過於高昂,於是庫瑪便懸崖勒馬

由室外轉向室內,研發安全便攜的室內飛行機器人


UAV 9


經過幾年的研究,第一款可靠的四旋翼無人機終於誕生

此前,早在上個世紀初,四旋翼飛行器就已經出現在軍方的實驗當中了

但由於缺乏可靠的電子反饋控制系統

這些四旋翼飛行器,都淪為人們記憶中亮眼的先烈


UAV 10


而庫瑪的想法,並不是想讓這些飛行器飛到室外去

恰恰相反,他希望這些飛行器能更加靈活可靠地穿梭於房屋內


UAV 11


技術在社會變革中發揮著重要的作用,這方面最典型的例子是工業革命,機器人也不例外。


得益於智能設備爆發的浪潮,傳感器的技術有了飛速的發展

這讓庫瑪得以在他的室內飛行機器人上,搭載許多的「感官設備」


UAV 12


技術的革新,讓庫瑪看到了全新的機會

空中機器人不應該是載重的「飛行騾馬」

它也不應該是一個完全由人操縱的機器

它需要有自主的飛行能力,而傳感器正是它的眼耳


UAV 13


羅馬不是一天建成的。大家看到的可能是里程碑式的成果,但沒有看到的是這背後可能有著 5 年、10 年,或者更長時間的累積。


2012 年,庫瑪帶著自己團隊的成果,登上了 TED 的演講台

庫瑪和他團隊設計製作的飛行機器人,只有巴掌大

卻展示出超凡的運動能力和控制精度


UAV 14


從此,人們便記住了這一個美國口音的印度大叔

……

研發小型化的飛行機器人的過程中,也遇到了不小的困難

體積減小,雖然帶來了更小的慣性和轉動慣量

這意味著小無人機,有更為卓越的運動能力和安全性

但載重量的下降,讓無人機很難搭載齊全,且高性能的傳感器


UAV 15


庫瑪從飛舞的蜂群中,找到了靈感

小型的飛行機器人,雖然很難做到搭載大量的傳感器

但可以採用集群協作的工作方式,彌補這點

每一個飛行器個體在任務中各司其職,協同工作


UAV 16


集群行動的飛行機器人,擁有群體自主性

在室內它們可以感知空間,規劃出最佳的行進路線

甚至可以分工合作,一邊探路一邊執行任務


UAV 19
飛行機器人繪制室內地圖


嘔心瀝血近十年,庫瑪終於將他的飛行機器人,做到了只有 20 多克

庫瑪的飛行機器人集群,可以脫離網路,再自主地執行任務

它們能夠互相交流,而不需要人為干涉操作

這非常適合,在條件較差的偏遠的地區使用


UAV 20
集群跟随演示


庫瑪在最近舉辦的 CCF-Gair 大會上表示

在他看來飛行機器人,目前最有潛力的應用領域,將會是救援與農業

航拍是我最後才會想到的應用場景


UAV 21


全球有數以億記的兒童,因為缺乏食物而營養不良

這樣的情況,在庫瑪的家鄉印度,尤為明顯

他希望透過他的自主飛行機器人,改善糧食的生產效率


UAV 22


飛行機器人,可以監測大範圍的果林農田

第一時間將農作物的異常情況,通報給農民

他坦言這些飛行機器人,能幫助農業產量提升 10%


UAV 23


庫瑪始終對機器人行業,充滿了熱情與期待

當有記者問及他,對機器人行業新人的建議時

庫瑪坦誠地說:「機器人是一個有趣領域,唯一的挑戰在於這是一個沒有邊界的領域,我不能和他們說,你應該研究這個關注那個,因為機器人的邊界在發生著動態的變化。」


UAV 24


今天的機器人已經上天了,下水的機器人還會遙遠嗎

海洋是地表上最大的空間,海洋資源我們甚至至今,都只接觸到了滄海之一粟

庫瑪在機器人領域的探索,讓我們有理由相信

水下農業,也許會是未來能依靠機器人開拓的新大陸


UAV 25


你需要保持開放的心態,對新的機會敏感,每天需要進行學習——我現在仍然在學習,只是體系變化太快,你需要提醒自己:還有很多東西是我不知道的。

沒有留言:

張貼留言