浙江大学开发出四旋翼飞行器：能在地面移动和飞行可穿过狭窄缝隙，实验结果表明，它可以在空中和地面运动之间切换，并且能够安全地通过直径一半大小的狭窄缝隙。此外，它能够滚动的距离约为飞行或操作的3.8倍。大约是飞行时间的 42.2 倍。

研究人员创造的车辆及其不同的操作模式。图片来源：Zheng 等

　　无人驾驶飞行器 (UAV)，也称为无人机，可以帮助人类解决各种现实问题;例如，在军事行动和搜救任务中协助他们，运送包裹或探索难以进入的环境。然而，传统的无人机设计可能存在一些缺点，限制了它们在特定环境中的使用。

　　例如，一些无人机可能无法在不平坦的地形上着陆或通过特别狭窄的缝隙，而其他无人机可能会消耗过多的电力或只能运行很短的时间。这使得它们难以应用于需要在不断变化或不利的景观中可靠移动的更复杂的任务。

　　浙江大学的研究人员最近开发了一种新型无人驾驶、轮式和混合动力车辆，既可以在地面上移动，也可以在空中飞行。这个独特的系统在arXiv上预发表的一篇论文中介绍，它基于独轮车设计(即具有单轮的自行车)和转子辅助转向机构。

　　“Roller-Quadrotor 是一种新型的地面和空中混合四旋翼飞行器，它结合了四旋翼飞行器的高机动性和地面车辆的长时间续航能力，”Zhi Zheng、Jin Wang 和他们的同事在他们的论文中写道。“飞行是通过四旋翼配置实现的，四个执行器提供推力。滚动由独轮驱动和转子辅助转向结构支持。在地面运动时，车辆需要克服滚动和转向阻力，因此与飞行模式相比更节能”

　　郑、王和他们的同事创造的混合地面和飞行器是所谓的四旋翼飞行器，它是一种基于旋翼的飞行器，可以在地面上空盘旋飞行。由于它基于独轮车结构，它还可以在各种地形的地面上移动并穿过狭窄的缝隙。

　　研究人员在他们的论文中写道：“这项工作克服了一般旋翼飞行器的挑战性问题，降低了能源消耗，并允许在特殊地形(例如狭窄的间隙)中移动。”“它还通过飞行解决了地面机器人面临的避障挑战。”

　　在他们的论文中，Zheng、Wang 和他们的同事展示了他们的车辆设计以及一系列模型和控制器，这些模型和控制器允许它在这两种操作模式之间滚动、飞行和无缝转换。他们还概述了一系列实验的结果，在这些实验中，他们的车辆原型在由摄像头和动作捕捉传感器监控的环境中进行了测试。

　　“我们为车辆设计模型和控制器，”郑、王和他们的同事在他们的论文中写道。“实验结果表明，它可以在空中和地面运动之间切换，并且能够安全地通过直径一半大小的狭窄缝隙。此外，它能够滚动的距离约为飞行或操作的3.8倍。大约是飞行时间的 42.2 倍。”

　　最近这篇论文中介绍的混合动力汽车很快就会在更广泛的环境中进行测试和评估，以进一步验证其性能。郑、王和他们的同事收集的初步结果表明，该车辆最终可用于处理复杂的现实世界任务，这些任务需要在棘手的地形上移动、进入狭窄的通道并运行更长的时间。

　　在他们接下来的研究中，研究人员计划进一步增强他们的设计，例如通过提高他们创建的模型的准确性并引入更先进的控制算法。这反过来又可以使车辆从滚动模式到飞行模式的过渡更加顺畅，同时还可以提高其导航能力。

　　“我们也在考虑结构优化和重量减轻，以进一步提高能耗性能，”研究人员在他们的论文中总结道。“此外，我们将使用规划算法来增强车辆的机动性。”