受蝙蝠启发的小型无人机如何在黑暗和暴风雨条件下拯救生命 - WTOP 新闻

在马萨诸塞州伍斯特理工学院的机器人实验室里，看似万圣节布置的东西实际上是一个严肃的测试场，专门用于研发帮助搜救任务的小型无人机，尤其是在黑暗、烟雾或暴风雨等恶劣条件下。助理教授尼廷·桑凯特解释说，在地震或海啸等灾难中，停电很常见，救援工作不能总是等到白天。这促使团队从自然界寻找灵感，最终选择了蝙蝠，蝙蝠利用回声定位——通过声波反射物体来导航——即使在漆黑环境中也能移动。\n\n在国家科学基金会的资助下，桑凯特和他的学生们一直在制造小型、经济实惠的无人机，这些无人机可以飞到普通无人机可能失败的地方。这些机器人设计为节能，能够在能见度为零的情况下操作。类似技术已经在全球产生影响：巴基斯坦的应急团队利用无人机发现洪水后被困在屋顶上的人，加利福尼亚的救援队借助无人机找到了被困在瀑布后两天的男子，加拿大的无人机帮助定位了被困地下超过60小时的矿工。\n\n尽管取得了这些成功，目前的无人机通常需要手动操作，而且体积庞大且价格昂贵，限制了它们在某些救援场景中的使用。弗吉尼亚理工大学副教授瑞安·威廉姆斯强调了无人机技术的下一步：自主群体，可以在无人控制下决定搜索地点。他的团队利用数千起失踪人员案件的数据教无人机学习可能的行为模式，提高了它们在野外搜索中的效率。\n\n伍斯特理工学院的桑凯特无人机设计为掌上大小，主要由业余级低成本材料制成。它们依靠类似自动水龙头上的超声波传感器，通过发出高频脉冲并监听回声来绘制周围环境的地图，就像蝙蝠一样。在演示中，这些无人机已被证明能在几乎全黑、雾和模拟雪的环境中安全检测到透明的有机玻璃墙等障碍物。\n\n然而，开发过程并非一帆风顺。无人机螺旋桨的噪音最初干扰了超声波传感器，因此团队3D打印了特殊外壳以减少干扰。他们还引入了人工智能，帮助无人机过滤和理解接收到的声音。即使有这些进步，无人机的听觉还不如真正的蝙蝠，蝙蝠拥有极其精细的听觉，能够捕捉到极其微弱的回声，有时甚至是几米外如人发般细小的物体。\n\n桑凯特强调，虽然无人机还不完美，但目标是最终制造出能够部署在真实救援任务中的机器，这些任务环境危险、黑暗且肮脏——这些情况在紧急情况下非常常见。这种受蝙蝠启发的技术带来了希望，能在传统无人机无法胜任的场景中实现更快、更安全的救援，未来有可能拯救更多生命。