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蚁人出没!执行监视任务的昆虫间谍!

2020-11-03 10:32:40 admin 9

  7月15日,美国华盛顿大学的研究小组在《科学》杂志的《机器人》上发表了微机器人领域的开创性研究。在这篇论文中,研究人员开发了重量仅为0.25克的超小型无线蓝牙摄像机。而且,分别使用了只有昆虫大小的微型机器人,两只活甲虫背着超小型照相机进行了现场拍摄测试。

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  窃听和仿生学


  华盛顿大学的这个研究小组有着长期与昆虫合作的历史。研究这个微型摄像机机器人的初衷是希望上面的微型无线摄像机能成功地背到一只甲虫上。也就是说,整个相机系统的总重量最多为1g左右,这1g总重量预算的80%应分配给低功耗锂电池。也就是说,微型摄像机剩下的重量预算最多的是0.2克左右。


  由于图像传感器芯片的能耗非常高,为了在剩下的0.2g预算中产生最佳的相机效果,研究人员采用了模仿苍蝇等昆虫视觉系统设计模式的仿生设计理念。


  特别是,只使用一个小图像传感器芯片,在该芯片后面设计一个微机器人系统,当需要拍摄某个角度的图像时,用苍蝇一样转头的方式,将这个小芯片对准你想观察的地区。(约翰肯尼迪,北方执行局(美国电视网),)这样可以避免维持大型图像传感器芯片的能源消耗。


  另一方面,研究人员在系统中设计了小加速度传感器。整个相机系统是在感受到加速变化(即昆虫移动)后间歇性地打开相机,防止相机持续通电,延长了整个系统的等待时间。


  此外,研究人员还通过各种方法对整个相机模块进行了总体优化,包括降低相机的拍摄帧速率和选择资源消耗较小的蓝牙模块,最终成功地将电池以外的总重量调整到248毫克。将相机模块安装在研究人员开发的微型仿生机器人平台上后,总重量为2.8克,成为目前为止世界上最小、可以远程遥控、具备相机功能的机器人。


  昆虫间谍的技术沿革


  早在2005年9月,美国国防部预研局(DARPA)首次提出纳米飞机(NanoAir  Vehicle,NAV)计划,允许开发昆虫大小的超小型无人机执行监视任务。2011年2月17日在美国科学促进会(AAAS)年会上首次公开的《纳米蜂鸟》揭示了发展为超小型间谍飞机的前景。据内部相关人士预测,该技术最终将开发超小型无人机,从打开的窗户飞入室内或掉落在电线上,在完全没有注意到的情况下,无声地捕捉音频和视频信息,并加以阻止。根据NAV计划,超小型无人机重量必须低于10克(包括2克工作量),最大尺寸不得超过7.5厘米,性能方面最大速度超过10米/秒,寿命超过20分钟,飞行距离必须达到1000米,并向操作员反馈视频。


  纳米蜂鸟具有完美的控制和稳定系统,可以在没有外部控制力的情况下平稳地飞行。操作员下达指示时,它可以实现前方飞行、旋转等动作。主要性能完全满足NAV计划的要求。这些性能包括模仿鸟的体形和翅膀盘旋,迅速向前飞。在直径2米的“虚拟球形”范围内准确旋转。在2.2米/秒的侧风条件下稳定旋转。用自己的力量继续盘旋8分钟。从转弯转向前方时的速度达到4.9米/秒。在野外通过窗户飞向室内,然后通过房门穿过一般大小的走廊或楼梯飞向野外。

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起飞的机器人飞


  更重要的是,验证了“纳米蜂鸟”在试飞中可以“头部以下”飞行,使操作员在控制无人机时,能够专注于“纳米蜂鸟”在空中实时返回的视频。不用在意飞行姿势。


  但是纳米无人机由于尺寸小,安装的电池的体积和容量受到限制,飞行时间和航程短,有效载荷小。对此,华盛顿大学研究人员依靠通过激光向微机器人传送电力的现有电线,找到传送电力的方法,使他们的RoboFly机器人摆脱电线的束缚,像昆虫一样真正地飞行。(威廉莎士比亚,《Northern  Exposure》(美国电视剧),《北方新闻报》(Northern  Exposure))。

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偏离前线的机器人飞


  今后,研究人员表示,RoboFly将通过包括更先进的微控制器大脑和传感器系统在内的“进化”自行探索和完成任务。

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  RoboFly  :世界上第一个激光电源无线飞行机器人


  脑洞大开的仿生无人机。


  毫无疑问,在目前不断增长的信息需求下,多种形式的仿生无人机将迅速诞生,成为今后军事行动中不可缺少的新设备。

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  蜻蜓无人机

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  纳米无人机和昆虫无人机是无人机的重要分支

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  日本MCT公司的昆虫无人机

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  英国开发了“巴黎机器人”假设图

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  美国空军展示的机械蚊子

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  意大利科学家Sissi  Dinbear制作的机器蜂


  也许爬到你身边的蟑螂或飞进室内的苍蝇是来窃听和偷窃的间谍。当你听到掉在窗边电线上的鸟儿唱歌时,它可能是把照相机对准你的机器人。(windows)。



标签: 间谍 bug
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