荷兰「师承果蝇」微型无人机“拍翅膀起飞”、“俯冲打滚”，没尾巴也很稳！

前几天给大家介绍了仿鸟无人机，有小伙伴说仅用螺旋桨提供动力也太简单了。今天一起来看看这款无人机，能真正用翅膀飞起来。

看它舞动着透明的翅膀，一溜烟飞走了，有没有想起一种我们都讨厌的小动物。

夏天的时候，大家最讨厌的应该就是果蝇了，飞得贼快，拿着苍蝇拍悄悄的接近它，眨眼间就逃走了。不过果蝇飞行的稳定性和敏捷性成为了科学家开发无人机的灵感。

这是荷兰代尔夫特理工大学的微型无人机实验室（MAVLab）在2018年的作品，仿果蝇无人机——DelFly Nimble，通过拍打翅膀飞行，长为33厘米，重29克。当时DelFly Nimble在IMAV 2018室内竞赛中还获得“最具创新性设计”奖，登上了《Science Robotics》的封面。

最近，MAVLab公布了DelFly Nimble的最新视频，可完成多种飞行和避障任务。令人眼前一亮的还有它的续航能力，在充满电的电池上可以飞行超过1公里的距离，并能够携带4克的额外有效负载。

遵循预定的飞行路线飞行：

通过障碍物：

通过多个圆形“窗户”：

拍打翅膀实现多种飞行任务

和果蝇一样，DelFly Nimble具有一对翅膀，包括两个机翼拍打机构，由透明的聚酯薄膜制成，每秒拍打17次，从而产生飞行所需的升力。

不仅如此，还可以通过机翼的微小调整来控制前后和侧向飞行，甚至在空中转个360度的圈：

DelFly Nimble通过旋转伺服致动器实现各个方向的俯仰、偏航和滚动。

俯仰：

通过调节二面角（翅膀的中线）来产生俯仰转矩，该二面角相对于质心向前或向后移动两个翼对的翼拍平均推力矢量。

偏航：

通过致动一对翅膀的根部伺服致动器来实现偏航，通过改变两个拍打机构的相对方向来调节，使得它们各自的机翼拍打平均推力沿相反的方向倾斜，从而产生围绕偏航轴的扭矩。

滚动：

通过以不同的拍打频率驱动两个机翼对来实现滚动，这会导致推力差，从而围绕滚动轴产生扭矩。

没有尾巴也能保证稳定性

与果蝇不同的一点在于，DelFly Nimble没有尾巴来保持稳定性，依靠主动稳定功能，由车载自动驾驶仪（STM32微控制器，MPU60006DOF IMU）和Paparazzi UAV软件实现。

研究人员采用了具有比例（P）和微分（D）项的姿态反馈控制，从姿态设定点产生参考，姿态设定点均由自动驾驶仪中的预编程序列确定，以确保多次飞行的一致性，这使所有果蝇启发的动作都是由无人机完全自主执行的。在Paparazzi UAV软件中姿态稳定的标准实现的基础上，研究人员还向控制器输出添加了一个低通滤波器（二阶Butterworth），以减少伺服执行器命令中的噪声量。

DelFly Nimble带有实时视频输入的摄像系统，并通过一种叫做LongSeq的视觉算法来躲避障碍，支持图像行中具有恒定视差的长序列，即使在像素不好的情况下也不会对匹配质量造成影响。

看完这款无人机，小编觉得果蝇也没有那么讨厌了。

除了对生物研究有利外，在无人机领域，DelFly Nimble所具有的高效飞行能力和灵活的操纵性，可以让我们看到未来，昆虫仿生无人机或许会比现在的旋翼无人机更有前途。使用现有工艺和组件，DelFly Nimble 机器人制造成本也相对低廉。

目前DelFly Nimble的开发仍在继续，一起期待它未来的表现吧。

参考链接

https://science.sciencemag.org/content/361/6407/1089

https://www.youtube.com/watch?v=GoZ1WmADGbk

http://www.delfly.nl/home/

https://mavlab.tudelft.nl/

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