倫敦帝國(guó)理工學(xué)院開發(fā)了一種新的“雙機(jī)器人”無人機(jī)，它既可以在空中飛行，也可以在水上降落，以收集樣本和監(jiān)測(cè)水質(zhì)。
“雙機(jī)器人”無人機(jī)由倫敦帝國(guó)理工學(xué)院開發(fā)，并 在瑞士Empa 和水生研究所 Eawag進(jìn)行了測(cè)試 ，已成功測(cè)量湖水中的微生物和藻類繁殖跡象，這些微生物和藻類大量繁殖可能對(duì)人類健康造成危害，并且可以在未來可用于監(jiān)測(cè)北極海域溫度變化等氣候線索。
研究人員開發(fā)了無人機(jī)，以提高我們將監(jiān)測(cè)無人機(jī)快速部署到水生環(huán)境的能力。這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)，稱為 水下樣品采集的多環(huán)境雙機(jī)器人 (MEDUSA)，還可以幫助監(jiān)測(cè)和維護(hù)水下能源管道和浮動(dòng) 風(fēng)力渦輪機(jī)等海上基礎(chǔ)設(shè)施。
該項(xiàng)目的首席研究員 、帝國(guó)理工 航空機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任 、Empa機(jī)器人中心負(fù)責(zé)人Mirko Kovac 教授說： “MEDUSA 的獨(dú)特之處在于其雙機(jī)器人設(shè)計(jì)，飛行部件可以到達(dá)難以進(jìn)入的區(qū)域，潛水部件可以監(jiān)測(cè)水質(zhì)。我們的無人機(jī)通過執(zhí)行原本需要船只的具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，大大簡(jiǎn)化了水下監(jiān)測(cè)。”
研究人員在 Imperial、Empa 的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和包括瑞士湖泊在內(nèi)的野外環(huán)境中測(cè)試了 MEDUSA。
雙重設(shè)計(jì)
無人機(jī)使用遙控多旋翼飛行——產(chǎn)生升力的葉片像直升機(jī)葉片一樣圍繞中央垂直桅桿旋轉(zhuǎn)。使用多旋翼意味著美杜莎可以攜帶高有效載荷長(zhǎng)距離飛行、飛越障礙物、攜帶有效載荷并在困難地形中機(jī)動(dòng)。
多旋翼飛行器飛到難以到達(dá)的水生環(huán)境，然后降落在水面上，并將其系留的移動(dòng)水下吊艙與附加的攝像頭和傳感器部署到最深達(dá) 10 米的深度。
采集樣本后，無人機(jī)會(huì)纏繞系繩以與吊艙重新結(jié)合，然后起飛并飛回用戶身邊。
雖然水下吊艙設(shè)計(jì)是新的，但空中無人機(jī)設(shè)計(jì)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這意味著可以使用工業(yè)操作框架輕松構(gòu)建和部署 MEDUSA 系統(tǒng)。
水生氣候線索
生態(tài)學(xué)家以往使用船只到達(dá)和監(jiān)測(cè)水生區(qū)域，但MEDUSA可以幫助降低人類前往難以到達(dá)的水生環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。這在北冰洋可能特別有用，那里的海洋 溫度、 酸度、 鹽度和 洋流 的變化可以提供有關(guān)全球氣候危機(jī)的重要線索。
帝國(guó)理工學(xué)院航空系的Kovac教授 說：“我們可以從地球的水中學(xué)到很多東西：通過監(jiān)測(cè)生態(tài)參數(shù)，我們可以識(shí)別趨勢(shì)并了解在氣候變化中影響水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)健康的因素。
“MEDUSA 能夠到達(dá)困難的地方并收集水生圖像、樣本和指標(biāo)的獨(dú)特能力對(duì)于生態(tài)學(xué)和水生研究非常寶貴，并且可以支持我們?cè)诒睒O等難以進(jìn)入的環(huán)境中了解當(dāng)?shù)貧夂颉?rdquo;
下一輪測(cè)試將涉及在新批準(zhǔn)的 ERC Consolidator 撥款中與 Empa 的國(guó)際合作伙伴開發(fā)變形變質(zhì)無人機(jī)，稱為 ProteusDrone 。
該研究 得到 了英國(guó)研究與創(chuàng)新 ( UKRI ) 的工程和物理科學(xué)研究委員會(huì) ( EPSRC ) 的支持。
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