飞行雨伞改变高度,伴随着一阵阵的扑翼声,这景象与其说是学生工程师的毕业作品,不如说更像一幅迪士尼动画场景。
“我想挑战在空中协调无人机的极限,”这个项目的创造者、麻省理工学院“ACT”(艺术、文化与技术)项目的学生Alan Kwan说道。他希望他的无人机能够像活物一样, “不是被算法控制的东西,”他说,“而是能够拥有同步生命的飞行生物。”
25岁的Kwan出生于香港,此前也曾涉足科学艺术领域。他的跳动的心项目曾获奖,该项目是一个让已死去的猪的心脏重新跳动并计时。他还展出过许多虚拟现实项目,例如令人毛骨悚然的精神病院和外星人绑架的模拟场景。也许最令人难忘的是糟糕的旅程,这是一个可探索的3D梦境,充满了Kwan日常生活中的场景:他从2011年11月开始录制了十个小时的第一人称“生活记录”视频。
在完成虚拟项目后,Kwan想要探索一个实体、现实世界的项目。2015年2月,他抓住了机会,当时维也纳应用艺术大学委托他为其数字联觉研究项目(DSRP)探索联觉作品。
传统意义上的联觉是一种罕见的神经系统疾病,感官体验会重叠——一个人可能会将声音与颜色或单词与味道联系起来。根据DSRP的网站,数字联觉是“一个艺术研究领域,专注于数字艺术创造翻译性和跨模态感官体验的可能性,并为‘非联觉者’提供联觉体验。”
Kwan决定创造一种类似联觉的体验,通过颠倒观众的感知,赋予一个通常无生命的物体生命:他要让雨伞像水母一样行动。
“我认为飞行机器人真正体现了我们对天空中飞行的不真实事物的迷恋,”Kwan说。DSRP也同意——他们接受了他关于“雨伞水母”的提案,Kwan还获得了麻省理工学院艺术委员会的额外资助。
麻烦在Kwan开始建造时就出现了:项目一开始就遇到了技术上的挫折。雨伞并没有特别符合空气动力学——Kwan想模仿的水母也是如此。
起初,Kwan试图将雨伞固定在商用无人机上,但这种方法很快失败了。Kwan想使用的无人机将所有质量集中在飞行体的中心。这意味着雨伞的伞柄无处安放,将其放在偏离中心的位置会扰乱无人机的平衡。他必须从头开始制造无人机。
Kwan的同学Bjorn Sparrman帮助他制造了定制的碳纤维和金属部件。两人还获得了感兴趣的同行和教职员工的意见。
雨伞不仅仅需要一个支架——定制的无人机需要补偿雨伞的重量、其空气阻力以及它对无人机螺旋桨气流的干扰。
“它产生了很大的阻力,”Kwan说。“飞机和直升机空气动力学性能更好。然而,这是一场表演。它不是关于无人机。它是关于雨伞——无人机是我们使用的工具。”
持续飞行成为可能,但起飞却不行。Kwan开发了一个发射平台,可以容纳形状笨拙的飞行器,并使其着陆更精确。
三个月内,无人机成功在室内起飞。但它尚未经受住开阔天空的考验,也尚未像水母一样移动。Kwan试图设计一种机械方法让雨伞像真实的水母一样脉动。这个想法根本行不通:驱动这种系统所需的伺服电机太重,会使无人机无法飞行。
但事实证明,伺服电机并非必需——什么都不需要。当无人机的螺旋桨达到合适的转速时,旋翼实际上改变了雨伞上方和下方的气压。这使雨伞略微张开和关闭,产生了一种水母般的波动效果。这种方法实际上类似于真实水母的运动方式。工程师们将水母的推进方式与直升机的推进方式进行了比较,发现直升机的推力比生物版本效率低得多。
到2016年2月,Kwan的飞行雨伞在户外成功起飞并独立飞行。随着音乐的同步,这个奇特的想法实现了艺术家的目标:技术将一个机械物体变成了一个来自海洋的、会飞的生物。
数字联觉并非Kwan项目的唯一目标。“人们对无人机的看法是它们是武器,”他说,“而我正试图将这项工作推向诗意的方向。我认为这种对比很有趣。”
这种看法带来了另一个问题:无人机法规。试图在国际上展示Kwan的雨伞水母项目,由于一些国家在城市运行无人机的复杂法律规定而受阻。
幸运的是,美国联邦航空局(FAA)在6月22日发布的一份新闻稿,阐明并规范了美国关于小型无人机的规定。根据新规定,只要无人机保持在Kwan的视线范围内,并遵守400英尺的高度限制、每小时100英里的速度限制以及55磅的重量上限,Kwan就可以在美国展出他的飞行奇观。所以,这些飞行雨伞可能很快就会在你身边的天空中出现。