科技| 無電池太陽能無人機登場 陽光普照就能無限飛行

[星島綜合報道] 近年無人機技術發展一日千里,不過要實現「無限飛行」仍屬夢想。來自南非的父子檔Luke與Mike Bell,繼創下全球最快四軸無人機紀錄後,再度挑戰極限——打造一部完全以太陽能驅動、無需電池的多旋翼飛行器,讓飛行時間只受日照長短所限。

這對父子早前以「Peregreen 2」無人機創下時速585公里(官方紀錄為570公里)的健力士世界紀錄,奪回「全球最快遙控四軸無人機」之名。乘勝追擊,他們今次改以可持續能源為目標,研製出一部外形如「飛行太陽能板」的無人機——整個機身由碳纖維管架構成X形框架,配備輕量級Antigravity馬達、18吋碳纖螺旋槳及多個3D打印組件,並裝上細小攝影鏡頭供VR第一身操控。

機上最關鍵的部分,是27塊極脆弱的太陽能板,串聯後輸出功率約150瓦。測試期間,不僅有數片在輕微撞擊下破裂,甚至還被家中貓咪「測試」到報銷。最終他們在一片開闊草地上進行實飛,成功以百分百太陽能起飛升空,全程無電池、無電容輔助。

雖然目前這款原型機尚未具備實際應用價值,但其工程理念具前瞻意義——證明了多旋翼無人機在足夠光照條件下,確有可能達致長時間飛行。正如Luke Bell在影片中所言,這只是「探索未來能源與飛行技術結合的第一步」。

隨著太陽能電池轉換效率持續提升與材料科技進步,或許不久將來,真正能「隨陽光起舞」的無人機,將不再是夢想。

圖片:Luke/Mike Bell

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科技|科學家研無人機潛行通風管道 AI導航解決密閉空間迷航難題

[星島綜合報道]無人機準備「學足」電影《虎膽龍威》(Die Hard)中布斯威利斯飾演的主角John McClane在狹窄通風管道內穿梭自如。

來自Inria、CNRS、洛林大學與艾克斯-馬賽大學的研究團隊,正研究如何讓四軸無人機在這些黑暗密閉空間內穩定飛行,不會像鐵罐裡的豆子亂撞一通。

布斯威利斯在《虎膽龍威》的經典畫面——潛行通風管道極為困難,這正是無人機在進行軍事偵察、救援行動或空調系統檢查時不得不面對的挑戰。

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問題在於:管道狹窄、漆黑,內部幾乎無參照物,而且氣流複雜。四軸無人機在密閉圓形管道內飛行時,會產生反作用氣流,容易導致失控碰撞。

為應對此困境,研究團隊由Inria研究總監Jean-Baptiste Mouret領導,利用配備力矩感應器的機械臂,在直徑約35厘米的模型管道內,測量數百個點的氣流變化,建立出一幅「氣流風險地圖」,指出氣流不穩定區與相對安全的平衡區。

此外,團隊還結合雷射技術與人工智能,協助無人機在毫無光線、特徵稀少的環境中導航。這樣可讓飛行更穩定,大幅減少碰撞。

Inria表示,下一步將開發原型無人機,配備攝影機、熱像儀或氣體感測器,真正投入實地檢查工作。(研究已刊於《NPJ Robotics》)

圖片:Inria / G. Destombes

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科技/有片| DJI企業級無人機時速56英里 惡劣天氣下亦可飛行近一小時

[星島綜合報道] DJI 最新推出的企業級無人機 Matrice 400 規格強大,專為重型作業設計。這款旗艦機型針對建築工地、基建規劃機構與緊急應變團隊等專業用戶,具備高達 59分鐘的飛行時間,並可負載 13磅(6公斤) 的器材。

這比上一代 Matrice 350 的 55分鐘飛行時間6磅(2.7公斤)載重明顯升級。新機型飛行速度最高可達每秒25公尺(時速56英里)。即使在滿載情況下,Matrice 400 的飛行時間仍可達 約31分鐘,表現相當出色,尤其考慮到它自身重量達 21.4磅(9.7公斤),比350更重。

如同前代,Matrice 400 獲得 IP55防護等級,可於風沙與雨中穩定飛行,適應 -20°C 至 50°C(-4°F 至 122°F) 的極端溫度環境。配備多組 LiDAR 與視覺感測器,即使在黑暗中也能偵測空中障礙(如電線),並在建築物旁穩定懸停避免碰撞。

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這類無人機適用於多種任務,例如:監控、搜索與救援、群眾管理等。在工業應用中,它亦可用來檢查電纜、風力渦輪、石油管道、建築地盤及規劃橋樑、訊號塔等基礎設施位置。

Matrice 400 支援多種擴充配件,如:多鏡頭模組、地理資訊攝影機、強力照明燈及擴音喇叭。它可將影像實時傳送至 最遠40公里(25英里) 外的地面基站,亦可作為中繼站支援其他無人機操作。

Matrice 400 能自動跟隨電線進行巡檢,搭載 熱能攝影機掃描海面偵測船隻與測量距離,甚至能在移動船舶上自主起降。若執行超過一小時的搜索任務,還可使用 繫繩電池供電,延長懸停時間。

高端配件如配備 4500萬像素全片幅感應器ZenMuse P1 攝影機,售價更是高達數千美元。

DJI 尚未公布美國地區售價,但基本套裝(含無人機及 RC Plus 2 Enterprise Enhanced 遙控器)在英國定價為 £11,250(約15,200美元),比Matrice 350目前的價格還便宜幾百美元。當然,如需升級配件,額外支出亦將相當可觀——例如 ZenMuse P1 吊掛式攝影機的售價就為 8,235美元

圖片:DJI

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科技/有片| 現實版「變形金剛」ATMO 無人機半空變形降地面行駛

[星島綜合報道] 試想像一款能在「飛行無人機」與「輪式探測車」形態之間變換的機械人。若能於真實環境中運作自如,其潛力無可限量。ATMO機械人正是為此而設計,並能在半空完成變形。

ATMO意指「Aerially Transforming Morphobot(空中變形機械人)」,由美國加州理工學院(Caltech)一隊工程師研發。該裝置建基於該校早前開發的M4(Multi-Modal Mobility Morphobot,多模式移動變形機械人)技術。

M4在空中時如一般四軸無人機般飛行,四個包覆式螺旋槳水平展開。降落後,螺旋槳會向內折疊,呈垂直於機身的下垂狀態,並搖身一變成為驅動輪,包覆結構則化為橡膠履帶車輪。

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雖然設計巧妙,M4與同類型設計仍存一缺陷:若降落區域有石塊、草叢或其他突起障礙物,可能妨礙螺旋槳完全收合。解決之道,是讓機械人在降落時,螺旋槳/車輪已幾乎完全下垂。這正是ATMO大派用場之處。

雖然其每個螺旋槳依然配有獨立飛行馬達,但折疊動作則由單一中央馬達驅動單一關節來完成。此設置看似簡單,實則不然。

隨着螺旋槳角度改變,以及螺旋槳下推氣流逐漸受地面反射影響,ATMO的飛行特性亦隨之改變。為此,科學家特別開發出一套演算法,能持續調整各螺旋槳推力,以補償這些變化。

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因此,該無人機能穩定地進行「動態車輪降落」,在車輪/螺旋槳已下降的情況下完成降落。隨後便可迅速於地面滑行,兩側各配備一條皮帶驅動輪子旋轉,轉向則靠差速機構獨立調整兩側驅動速度來控制。

「我們介紹了一種前所未有的動態系統,」論文第一作者Ioannis Mandralis表示。「當機械人開始變形時,便會出現不同的動態耦合——即不同力之間的相互作用,控制系統須能迅速應對一切變化。」

該研究論文近期已刊登於《Communications Engineering》期刊。ATMO於半空變形、馳騁地面的精彩畫面,請見下方影片。

圖片:Caltech

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科技| 高端反無人機系統升級 滲透入侵者電子裝置取數據

[星島綜合報道] 科技集團Rohde & Schwarz通過其Ardronis Wi-Fi系統,在應對商用無人機對民用與軍用航空威脅的戰鬥中提升了一個新層次。該系統不僅能擊落無人機,還能滲透其內部並竊取數據。

從烏克蘭衝突以及其他地區的情況來看,人們很容易將無人機視為一種軍事問題。然而,美國聯邦航空管理局(FAA)報告指出,僅在美國,每月就有超過100宗無人機在潛在危險區域出現的目擊報告。無論它們的出現是出於無知、惡作劇還是惡意,這些事件都必須被嚴肅對待。即使是像小鳥一樣大小的無人機,如果被吸入噴氣引擎或與直升機螺旋槳相撞,後果都可能是災難性的。

針對無人機的對策已成為一門大生意,大多數系統專注於通過使用獵槍、微波、雷射、網具,甚至獵隼來捕獲或摧毀無人機。或者,它們會採用干擾無人機控制和導航信號的方式。

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Rohde & Schwarz的Ardronis Wi-Fi系統採取了一種新穎的方法,它不摧毀或干擾無人機,而是進入其電子裝置並加以利用。大量商用無人機依賴無線局域網(Wi-Fi)信號進行控制和導航。Ardronis監測這些信號,從而能夠自動檢測附近的無人機,並大致確定其方向,甚至在無人機尚未起飛時就能偵測到。

作為一種早期預警功能,這已經非常出色,但該系統還能攔截無人機的視頻傳輸(視機型而定),並將畫面傳送給Ardronis的操作員——實際上是入侵了無人機的指揮與控制系統。對入侵者來說更加不妙的是,該系統還可以解碼無人機的遠端識別(Remote ID),並讀取其位置、速度、高度等詳細數據。

除了進行高強度的竊聽,該系統還可以切斷無人機與其控制器之間的連接。這與其他系統不同,後者往往會對整個區域的無人機進行屏蔽,而Ardronis則能針對單個無人機進行精準處理,其他無人機則不受影響。

Rohde & Schwarz的監控與分析副總裁Anne Stephan表示,「該系統以其尖端功能與以用戶為中心的設計,為Wi-Fi控制無人機的檢測、定位與中和提供了一個強大且直觀的解決方案。」

圖片:Rohde & Schwarz

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溫哥華警局新添3駕無人機

溫哥華警察局新購入3駕無人機用於警方工作,包括在車禍、災難、犯罪現場、搜救等多種場合使用。警局還推出新的無人機內部使用政策,溫哥華警政委員會將於周四進行審批。

溫市警發言人伊利(Steve Eely)周二表示,引入無人機的目的是打擊犯罪、維護和平,溫市警局將會保持無人機使用政策的透明度,令溫市居民了解警方會在甚麼情況下以及如何使用無人機。

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