平坦的路好走
但泥濘的路上才能留下腳印
...
無人機對于許多中國人來說是心中的驕傲
以大疆為首的中國公司在世界無人機排行中占據大半席位
這些公司們似乎已經完美詮釋了無人機
印象中的無人機只是一群極客的大玩具
鬧哄哄的飛行噪音以及繁瑣復雜的操作設備
似乎無人機離我們很遠,它們只是少數人的愛好
大疆的成功讓很多廠商對無人機有了更多的想法
例如亞馬遜的運輸測試,極飛在農用領域的開拓
看起來無人機正在向大型化的線路發展
但是現代民用無人機的奠基者卻花了近十年
把無人機做成了僅有手掌大小的小玩意
為的可不是讓它像一個惱人的蒼蠅在你耳邊徘徊
…
韋杰·庫瑪,現任賓夕法尼亞大學工程與應用科學學院院長
同時也是美國工程院院士和四旋翼無人機的先驅
自幼成績突出的他進入印度最難考的印度理工學院
又來到美國延續自己機械工程師的夢想
在美國深造期間庫瑪接觸到了很多科技前沿
其中就有近年來炙手可熱的機器人技術
在攻讀研究生時,庫瑪已經了解到許多地面機器人
包括足式和輪式機器人,可是在空中卻是一片空白
他決定在片藍海中闖出自己的天地
起初庫瑪對飛行機器人的理解還不夠透徹
選擇了軍事領域已經成熟的固定翼無人機作為切入點
但很快庫瑪就發現固定翼飛機的試飛手續復雜
研究成本也過于高昂,于是庫瑪便懸崖勒馬
由室外轉向室內,研發安全便攜的室內飛行機器人
經過幾年的研究,第一款可靠的四旋翼無人機終于誕生
此前,早在上個世紀初,四旋翼飛行器就已經出現在軍方的實驗當中了
但由于缺乏可靠的電子反饋控制系統
這些四旋翼飛行器都淪為人們記憶中亮眼的先烈
而庫瑪的想法并不是想讓這些飛行器飛到室外去
恰恰相反,他希望這些飛行器能更加靈活可靠地穿梭于房屋內
技術在社會變革中發揮著重要的作用,這方面最典型的例子是工業革命,機器人也不例外。
得益于智能設備爆發的浪潮,傳感器的技術有了飛速的發展
這讓庫瑪得以在他的室內飛行機器人上搭載許多的“感官設備”
技術的革新讓庫瑪看到了全新的機會
空中機器人不應該是載重的“飛行騾馬”
它也不應該是一個完全由人操縱的機器
它需要有自主的飛行能力,而傳感器正是它的眼耳
羅馬不是一天建成的。大家看到的可能是里程碑式的成果,但沒有看到的是這背后可能有著5年、10年或者更長時間的積累。
2012年,庫瑪帶著自己團隊的成果登上了TED的演講臺
庫瑪和他團隊設計制作的飛行機器人只有巴掌大
卻展示出超凡的運動能力和控制精度
從此,人們便記住了這一個美國口音的印度大叔
…
研發小型化的飛行機器人的過程中也遇到了不小的困難
體積減小雖然帶來了更小的慣性和轉動慣量
這意味著小無人機有更為卓越的運動能力和安全性
但載重量的下降讓無人機很難搭載齊全且高性能的傳感器
庫瑪從飛舞的蜂群中找到了靈感
小型的飛行機器人雖然很難做到搭載大量的傳感器
但可以采用集群協作的工作方式彌補這點
每一個飛行器個體在任務中各司其職,協同工作
集群行動的飛行機器人擁有群體自主性
在室內它們可以感知空間,規劃出最佳的行進路線
甚至可以分工合作,一邊探路一邊執行任務
飛行機器人繪制室內陸圖
嘔心瀝血近十年,庫瑪終于將他的飛行機器人做到了只有20多克
庫瑪的飛行機器人集群可以脫離網絡在自主地執行任務
它們能夠互相交流而不需要人為干涉操作
這非常適合在條件較差的偏遠的地區使用
集群跟隨演示
庫瑪在最近舉辦的CCF-Gair大會上表示
在他看來飛行機器人目前最有潛力的應用領域將會是救援與農業
航拍是我最后才會想到的應用場景
全球有數以億記的兒童因為缺乏食物而營養不良
這樣的情況在庫瑪的家鄉印度尤為明顯
他希望通過他的自主飛行機器人改善糧食的生產效率
飛行機器人可以監測大范圍的果林農田
第一時間將農作物的異常情況通報給農民
他坦言這些飛行機器人能幫助農業產量提升10%
庫瑪始終對機器人行業充滿了熱情與期待
當有記者問及他對機器人行業新人的建議時
庫瑪坦誠地說:“機器人是一個有趣領域,唯一的挑戰在于這是一個沒有邊界的領域,我不能和他們說,你應該研究這個關注那個,因為機器人的邊界在發生著動態的變化。”
今天的機器人已經上天了,下水的機器人還會遙遠嗎
海洋是地表上最大的空間,海洋資源我們甚至至今都只接觸到了冰山一角
庫瑪在機器人領域的探索讓我們有理由相信
水下農業也許會是未來能依靠機器人開拓的新大陸
你需要保持開放的心態,對新的機會敏感,每天需要進行學習——我現在仍然在學習,只是體系變化太快,你需要提醒自己:還有很多東西是我不知道的。
想要觀看庫瑪的TED演講
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