受河豚启发的无人机「自带安全气囊」！遇到危险气鼓鼓，解决飞行碰撞问题
无人机旋翼的杀伤力到底有多强，有人做了一个实测。
无人机刚一靠近，黄瓜就被干净利索地切断了，切口也非常平整，如同被一把锋利的刀切过。
香蕉更是直接被打成肉泥。
即便是塑料的螺旋桨，每分钟5千至1万转的电机转速，也能像刀锋一样锋利。近几年的无人机伤人事件层出不穷，要是运气不好遇到炸机，螺旋桨的威力是要给人皮开肉绽的。
为了提高无人机的安全性，科罗拉多大学博尔德分校的工程师设计了一种名为PufferBot的无人机，据说是受到了河豚的启发，自带安全气囊，如果有人靠近，它会像气球一样的突然膨胀。
遇到危险气鼓鼓‘防护罩’受河豚启发
河豚一旦遇到危险，就会让自己鼓起来，成圆球状。
受此启发，PufferBot和河豚一样，在正常情况下，它的防护罩会收缩并保持在障碍物之外；当危险临近时，PufferBot会在瞬间将防护罩展开。这种可以伸缩折叠的防护罩不仅可以缓冲和避免伤害，也更容易被路过的人发现，像警示信号一样让人们避开行走。
展开的PufferBot无人机看起来像一朵正在展开花瓣的花朵，防护罩能够承受各种潜在的碰撞，并且重量很轻，只有0.45kg，不会妨碍PufferBot的飞行。
除此之外，防护罩对机器人本身也是一种保护，当无人机的巡航系统避障失败，快速展开的防护罩能够保证机器不会撞上去发生损坏。
如何控制——运动捕捉系统
PufferBot防护罩的结构有点像我们小时候玩的伸缩球：
防护罩的所有执行器部件均采用PLA 3D打印，通过齿轮齿条与无人机连接。
位于中心的小齿轮可以同时旋转四个单独的齿条平面，当齿条被驱动时，可以均匀地在四个不同方向上以相同的速率施加膨胀力，从而连接到机架末端的执行器接头通过推动和拉动连接的点，使防护罩扩展和折叠。这一系列操作均由伺服电机和迷你微控制器控制。
无人机和防护罩都可以由中央计算机自主控制，也可以由远程操作员手动控制。为了实现自动控制，研究人员开发了一种线性PID控制器，用于控制无人机的位置和高度。由于该无人机缺乏足以精确定位的机载感应功能，因此PID控制器目前依赖于Vicon运动捕获系统，该系统具有嵌入在环境中的200Hz运动跟踪摄像机来跟踪物理机器人。
PID控制器的顶部有一个轨迹计划器，因此机器人可以按计划遍历空间。运行Vicon系统的本地计算机还连续检测附近的障碍物，并根据此信息与防护罩的微控制器进行无线通信，以编程方式控制防护罩伸缩的大小。
未来的机器人应用更安全可靠
不仅是无人机领域，PufferBot的设计理念提高了所有机器人领域应用的安全性。
这项工作的主要开发人员希达亚提说：“从我们的角度来看，可以改变形状和大小的机器人相对来说还处于开发不足的状态，而在张力机器人和可移动漫游车领域，一些有趣且相关的发展正在进行中。”“总的来说，我们相信这种可扩展的防护结构可以在许多方面为机器人操作员，并置人员以及机器人本身提供帮助。例如，它可以帮助无人机操作员更加自信地驾驶无人驾驶飞机，因为他们知道他们拥有可展开的框架，可以减少碰撞的危险。”
未来这种盘旋的四旋翼无人机还可以飞进一栋倒塌的建筑物中寻找幸存者，同时使用其防护罩避免砸入瓦砾。
【参考链接】
https://www.colorado.edu/atlas/pufferbot
https://youtu.be/XtPepCxWcBg
https://techxplore.com/news/2020-09-pufferbot-robot-body.html