最近越来越多人关注飞行机器人的应用，而其中发展空间最大的一个领域是室内飞行机器人的应用。所谓的室内，显而易见，是你不得不要穿过门到达的地方，而一旦你进入了室内，就会有各种各样对于飞行机器人非常危险的东西存在。例如，更多的门，墙，人类，家具，悬挂着的植物，灯罩以及其他的飞行机器人和随之而来不可避免的更多的门。
一个解决方案是让你的机器人超级小，如此一来它们就可以穿过小空隙，不去碰坏你易碎的和昂贵的物品，但是你会发现这样的机器人是无法做许多工作的。另一个解决方案是把你的机器人放在一个保护笼中，但你又会发现这样的机器人即使想，也无法与环境有良好的交互。理想的情况是，你想要你的机器人不需要那个级别的保护装置，有时需要它是大而且强有力的，但有时也需要它是小而灵敏的。
在东京大学JSK实验室，机器人专家们发明了一个名为DRAGON的机器人，名称（显而易见）代表：“具有空中随意多级转换能力的内置双转子的多重链接的机器人（Dual-rotor embedded multilink Robot with the Ability of multi-deGree-of-freedom aerial transformatiON）。”它是一个由涵道风扇提供动力的模块组成的机器人，它可以在空中从正方形到蛇形之间的任何形状随意变换 ，它可以探出身体以通过小孔然后在孔的另一边变换成你想要的任何形状。
DRAGON是由一组相互连接的模块组成的，每一个模块是由一对涵道风扇推进器组成的，可以提供滚动以及向你需要的任何方向倾斜驱动的动力。模块之间是由一个动力中枢链接起来的，而整个机器人的动力系统是由英特尔的Euclid开发套件和一个电池组（提供3分种的飞行时长，这已经超出了我的预期）组成的，镶嵌在机器人的脊柱上。这独特的模型样品是由4个模块组成的，让它的行动模式看起来类似于4转子的飞行器，或者，从技术层面来说，8转子的飞行器。
DRAGON模型是由4部分组成的(a)，通过关节模块(b)连接而成，动力由伺服系统（servo motor）驱动。每个部分都有一堆涵道风扇推进器（c）。飞行控制单元（被称为“脊柱”（spine）在面板上装配有惯性测量单元（IMU, Inertial Measurement Unit）和在第二个链环上的英特尔Euclid。每一个链环配备一个分布控制面板（被称为“神经元”（neuron），和一对受电子速度控制器（ESC, electronic speed controllers）控制的涵道风扇（ducted fan）。
在机器人与自动化会议（ICRA, IEEE. International Conference on Robots and Automatic）上汇报的文章，主要针对的是如何使机器人升空和部分变形（而关于其中的数学计算就占了论文的4页）。DRAGON可以以直线型，盒子的形状，或“L”型以及更加复杂的3D形状，如之字形或螺旋形飞行。
然而，令人激动的是设计这个变形机器人的初衷。这个视频（剧透预警）实际上是为了2018年国际机器人与系统大会（IROS, International Conference on Intelligent Robots and Systems）的文章所准备的片头，展示了机器人是如何通过变形通过小空隙的。在ICRA上，我们被告知DRAGON是可以自主决定如何改变形状以通过受限空间的。除了适应狭窄空间，DRAGON还有更多的潜在应用：研究人员们给出的概念是这个机器人是一种超强动力的飞行手臂，可以改变新的形状以及运用这些形状与通过操纵物体与周围环境进行交互。最终，DRAGON将带着多达12个内部链接的模块在空中摆动，它将通过两个末端像2指的夹子一样去夹取物体。并且我们可以想象DRAGON通过缠绕物体的方式去移动物体，或者直接与环境进行接触去做一些令人激动的事情。
Fan Shi，JSK实验室的一员，参与了这项研究（他还从研究中抽空帮助我们制作专栏，谢谢，Fan！）。他称DRAGON是“硬件设计的一次突破，以漂亮的方式将操作臂与涵道风扇驱动的飞行机器人连接了起来，”这个机器人看起来是“一个理想的飞行操作平台”，他补充道“我真的期待未来的应用和研究”。我们抱着同样的期待。
上个月在澳大利亚布里斯班市举办的2018 ICRA上，来自东京大学的Moju Zhao, Tomoki Anzai, Fan Shi, Xiangyu Chen, Kei Okada, 和 Masayuki Inaba等人介绍了他们的工作：Design, Modeling and Control of Aerial Robot DRAGON: Dual-Rotor Embedded Multilink Robot with the Ability of Multi-Degree-of-Freedom Aerial Transformation。
本文作者：
Evan Ackerman
（翻译：刘烨 审校：顾金涛）
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