單室受到種子啟發的想法

從設計的啟發到一個轉子的26分鐘飛行，由SUTD研究人員開發的新單室，指出了一條為期10年的途徑，以重新設計小型飛行機器人的有效性。

當新加坡在2015年慶祝他的獨立成立50年時，由副教授Fonts Shaojoy領導的一組學生從技術和新加坡大學（SUTD）設計的學生領導的學生開始了一個雄心勃勃的電話：開發和創建一架可持續飛行50分鐘的無人駕駛飛機。

當時，大多數二次駕駛儀愛好者幾乎無法處理。具有多個轉子SG50的項目，但是為了飛行這麼長時間，該工藝應該很大，複雜而沉重。

十年來，方教授的助理方副教授在他對無人機的研究中達到了新的高度 – 這次變得很小，佔據了完全不同的策略。他沒有試圖開發一個多層無人機以使其更有效，這在設計方面本質上是無效的，而是轉向自然的靈感，並以薩馬拉風格開發了一個輕型的單室，它只有一個驅動器就達到了有效且完全控制的飛行。

在一項發表的研究中 IEEE機器人技術和自動化信 被稱為由薩馬拉（Samara）啟發的高級耐力的設計和優化的輕型單室“他接受了作者身份，並在粗糙的牽引力上使用了空氣動力學效率，並展示了極簡但高效的設計：32克，輕的單軌道，可以在26分鐘內完全自動控制凍結，這比他們同類的典型無人機優越。

根據Furg博士的說法，這是將飛行機器人顛倒的設計的更廣泛嘗試的一部分，其成本較低。他的新設計打破了此重量類別的旋轉案例的新土壤。

他補充說：“當您減少時，到達飛行越來越無效。小型無人機通常具有較差的耐力，因為它們的小螺釘會產生有限的牽引力並仍然帶來強大的力量。我們的目標是克服這一限制。”

事實證明，解決方案是看自然的。薩馬拉（Samara）旋轉的楓樹種子，整齊地旋轉到地面上，提供了令人信服的空氣動力學狀態，將被動穩定性與有效的提升產生相結合，形式非常簡單。

字體教授說：“楓樹種子的每個部分都會導致上升。我們從這一原則中汲取了靈感，並建立了一條滑翔機，沒有浪費浪費。”

使用薩馬拉種子作為靈感的策略是從以觀察為導向的人身上汲取的，這是我無法獨立識別的。然後通過使用AI進行優化實現了改進的機翼設計，該命令可以有效地研究設計功能，而無需對每種配置進行詳盡的測試。

與控制多個轉子的普通二極驅動器不同，該團隊的單軌道駕駛員乘坐一個驅動器飛往飛機。該單個發動機將有翼的車身引導旋轉，通過被動動力學穩定它，從而通過大型空氣動力學輪廓提供了上升。該結構在沒有揮舞的細節，變速箱或機械紐帶的情況下，在結構上很簡單，同時在機械上有效。

在單軌道的成功之後，存在著廣泛的設計優化過程，它結合了經典的空氣動力學理論和績效的真實建模。 SUTD研究人員使用了替代優化的方法，該方法由數據控制的一種搜索算法來巧妙地配置機翼形狀，俯仰角和質量分佈。

所得的無人機的飆升，每瓦的功率負荷為9.1克，比其他相當尺寸和重量的現代化的微型空氣車之前。

凱·辛胡（Kai Sinhu）的研究人員凱·新罕（Kai Xinho）說：“這是第一種成就。” “我們證明，使用正確的空氣動力和系統結構，一個微小的空氣機器人可以實現耐力，與更大的系統競爭。這表明大小不再是限制因素。”

單室的耐力和簡單性非常適合廉價，長期任務。在所研究的應用中，有一個可重複使用的RadioZond，這是一種用於感受和天氣監測的氣缸工具，它是James Dyson 2024年可持續發展的贏家。

儘管當前的原型使用商業上負擔得起的組件，但未來的工作將考慮開發各個細節以進一步促進績效。

“下一步是增加帶寬和飛行時間，而不會顯著增加重量。” “我們還努力研究高級材料，並受到設計過程的生物形態的啟發。”

該團隊單軌道的歷史也是連續性的。最後的突破指出了SG50耐力的耐力之後的10年演變，而團隊的目標是像徵性的延續：一個單室，可以飛到新加坡60週年60分鐘以上。

與大型SG50四局部相比，在所有定量指標中，SG60單軌道都優異。這較少，更容易，並且是功率的兩倍以上。

這位教授補充說：“效率通常會隨著規模的提高而提高。在這裡我們更改了它。我們設法減少了系統，迫使它更有效地工作。”

單軌道項目是一個很好的例子，說明了嚴格的工程和周到的設計思維如何將受自然啟發的想法變成可行的技術平台。

方教授反思說：“我們正在談論了解基本物理學，認真的建模，並利用這些知識來突破小型空中機器人可以做的事情的界限。”這包括應用AI強化設計設計的應用，重點是Sutd命令如何創建和改進準備未來的解決方案的人，以a-ai-ragnition的力量。

“得益於進一步的發展，我們看到了這項技術在各種既定應用和新應用中都起著關鍵作用。天空確實是一個限制。”