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喜欢点饮料喝的朋友,应该不会对某些外卖店家的杯盖感到陌生。这种可弹出的盖上“小圆顶”,能够指示杯中的饮料种类。但是普渡大学和田纳西大学的科学家们从中得到灵感,他们采用类似的圆顶设计,有助于无人机监测其机翼上的气压。据悉,自主固定翼无人机面临的一个问题,就是机载飞行计算机需要持续不断地处理来自多个传感器的数据。
即便如此,在飞行计算机接收到传感器输入并根据相关信息采取行动的时间,仍可能存在显著的滞后。为减轻信息负载,研究人员一直在探索使用独特的方案——比如不让传感器记录微不足道的数据——而这,也是这种小圆顶可以派上用场的地方。
在10月13日发表于《先进智能系统》期刊上的一篇文章中,印第安纳州普渡大学的科学家们与田纳西大学的同僚们合作,开发出了一种概念验证模型。
他们将杯盖状聚氨酯圆顶网格,安装在飞机机翼的部分顶部表面。而每个圆顶下方,则是与圆顶一起形成连接阵列的压电聚乳酸(PLA)膜。
只要流经机翼的空气不超过某个压力阈值,圆顶“气泡”就不会弹出。但当压力足够高时,一些“气泡”就会暂时倒置、压迫下方的PLA膜变形。
传感器阵列可记录这些发生形变的位置,并将相关信息传递给机载计算机。接着通过一系列计算,系统就能够知晓流经机翼的高压气流模式。
实验表明,若该模式反映了危险的飞行条件,则无人机的飞控系统将可及时做出应对。
更棒的是,这些圆顶“气泡”只有向上或向下这两种状态,所以系统的数据也只有简单的二进制(0或1)。
该项目首席科学家Andres Arrieta认为,未来三到五年内,行业有望将这项技术整合到功能齐备的无人机机翼中。