荷兰研发仿胡须传感器,助微型无人机黑暗导航

荷兰德尔夫特理工大学研发出仿胡须传感器,让微型无人机在黑暗中靠触觉导航。该系统仅占用34千字节内存,能实时分离气流干扰与接触信号,适用于坍塌建筑等视觉受限环境的搜救任务。

荷兰团队研发“胡须”触觉传感器,赋能微型无人机黑暗环境自主导航

据 TechXplore 报道,荷兰德尔夫特理工大学的一组研究人员开发了一种基于仿胡须设计的轻量级触摸传感器系统。该方案专为重量在 3.5 盎司(约 100 克)以下的微型自主机器人打造,旨在解决此类设备在携带重型传感器、处理器及电源时面临的载荷限制挑战。

算法仅需34千字节内存

项目负责人萨卢亚·哈马扎(Salua Hamaza)指出,该研究的核心目标并非用于空中机动控制,而是为无人机引入一种全新的“触觉导航”概念,使其能够通过触觉探索并飞越未知空间。鉴于微型无人机对轻量化、低延迟和低功耗的严苛要求,研究团队从自然界中寻找灵感,模拟了动物及小型哺乳动物利用胡须(whiskers)在狭窄、黑暗或低能见度环境中进行导航的能力。

在具体实现上,研究人员在无人机前部安装了两根指向上方的仿胡须结构。通过监测每个压力传感器的细微变化,无人机能够估算其相对深度和位置。这一机制使无人机具备感知周围表面以避开障碍物、沿表面跟踪飞行,甚至根据触觉反馈绘制局部地图的能力。

针对气流可能干扰传感器读数的问题,团队构建了一套轻量级的实时处理管道。该算法能够有效分离气流扰动与真实的表面接触信号,且仅需占用 34 千字节的内存资源。研究员叶超翔(Chaoxiang Ye)表示:“我们试图证明,触觉感知并不必然以巨大的体积或算力为代价。整个触觉感知管道仅用 34 千字节内存即可运行,从而允许微型无人机实时感知并响应其周围环境。”

尽管这种轻量级系统不适用于追求极致速度的竞速无人机,但其在搜救领域具有显著应用价值。救援部队可将配备该系统的微型无人机部署至坍塌建筑物等复杂现场,利用其触觉导航能力在视觉受限的环境中执行探索任务。

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