当你看到这架四旋翼无人机向你飞来时,不要逃跑或将其击落——它来是为了提供帮助。许多无人机被用作间谍、杀手或玩具。但如果一切顺利,救援人员和应急响应小组很快就能部署“Incredible HLQ”(发音为“hulk”)无人机,它实际上是通过一次运输自己运送最多50磅的物资来帮助人类。
HLQ(代表重型升降四旋翼无人机)展开旋翼后跨度为6英尺,由加利福尼亚州圣何塞州立大学的一组学生机械工程师开发。Nick Conover、Chris Fulmer、Carlos Guerrero和Gabriel Tellez为他们的本科毕业项目设计了HLQ项目。现在,他们正在Kickstarter上寻求帮助来建造一个完整的原型。
HLQ并非世界上第一款无人货运飞机。有全尺寸的无人直升机K-Max,以及Matternet的基础设施范例,后者旨在在农村地区推出有益的无人机。但后者侧重于小件货物,如药品或实验室样本,最大载重为4磅。而K-Max则耗资数百万美元。HLQ可以运输重型货物,但成本仅为其一小部分。
在重达50磅的HLQ上,一个名为Ardupilot的开源Arduino板运行着预先编程用于无人机控制的程序。该团队用一个千兆赫处理器增强了它,为HLQ提供了计算机视觉能力,并使其能够自主飞行。学生们将使用铝材制造HLQ的机臂,机臂也充当传动装置,以消散电机热量,并设计成可互换的,以便在损坏或需要升级时更换为碳纤维。
HLQ团队面临的最大科学挑战是如何找到能提供重载所需升力的旋翼。直升机爱好者通常不需要翼型和阻力系数。因此,工程师们建造了一个带电机的臂来测试各种旋翼。在原型中,他们将用两台12.5马力的燃气模型飞机发动机驱动这些16片叶片。全速运行时,叶尖的转速相当于低速子弹的速度,因此他们给测试臂加了防护罩。您可以在此视频的1:29处看到该装置——
如果一切按计划进行,应急响应人员可以将GPS坐标输入HLQ,以便其拾取和运送水、食物和住所等物资。在像桑迪或福岛这样交通几乎不可能的大规模灾难中,可以部署成群的HLQ前往物资集结点开始工作。工程师估计,一加仑燃料可使HLQ飞行30分钟。在完整原型建成之前,他们无法知道其速度。
HLQ在最初下降时将使用超声波传感器来寻找要运送的箱子。当距离在20到30英尺以内时,HLQ将切换到带计算机视觉的摄像头,以精确定位箱子顶部的一个大而独特的标记,从而更准确地计算距离。该四旋翼无人机将通过一个简单的模块与箱子对接,该模块是从快速释放花园水管接头改造而来的。
团队负责人Nick Conover表示,HLQ原型机的成本约为10,000美元。相对较低的价格标签可以扩展小型搜索和救援队伍的能力,这些队伍负担不起自己的直升机和人员,从而在疏散前进行空中干预。
Conover的团队利用了捐赠的零件、学校的机电实验室以及附近的TechShop,那里有各种精良的工具(打嗝),如激光切割机、等离子切割机、焊机和数控机床。尽管如此,在拉面之外,完整的建造过程仍然超出了学生的预算。因此,HLQ选择了Kickstarter,希望能在今年晚些时候毕业前建成这个大家伙。在还剩11天的情况下,他们距离他们相当合理的7,500美元目标仍差400美元。
即使他们没有建成HLQ,HLQ团队很可能还是会毕业。但正如任何创客都知道的那样,没有什么比错失良机的想法更令人沮丧的了。
但仍有希望。Conover告诉PopSci,他们的设计已经引起了一些公司和慈善机构的关注。其中一家是总部位于英国的基金会Sky Angels International Rescue,该基金会今年成立,专注于空中援助,它已经成为一个支持者,并承诺将填补Kickstarter上的任何资金缺口。
对于Incredible HLQ来说,还有另一种不那么充满慈善意味但同样充满人性希望的用途——一位Kickstarter的支持者希望披萨店能够解雇送餐员,并雇用这种四旋翼无人机执行深夜送披萨的光荣任务。虽然Incredible HLQ目前可能还无法运送人类,但也许它可以拯救小狗和小猫。