丹麥奧爾堡大學的學生研制出一架能夠從飛行無縫過渡到水下導航的無人機。這架混合式無人機是他們應用工業電子學學士論文的一部分，設計、制造和測試歷時兩個學期。
安特衛普大學能源學院副教授 Petar Durdevic與副教授 Mads Valentin Bram 共同指導了本項目，他表示：“研究團隊展現了令人印象深刻的協作能力、創造力和毅力。經過實驗室無數小時的投入，他們僅用一年時間就將想法轉化為功能原型。對于一支跨學科學生團隊來說，這是一個非凡的成就。”
△混合無人機在泳池中暢游。圖片來自奧爾堡大學的Andrei Copaci。
開發雙環境無人機
學生們使用一臺未公開的3D打印機和數控機床設計了這架無人機，并使用定制軟件進行編程，將模型從概念轉化為可運行的原型。雖然目前的模型仍然是一次性的，但項目表明可以使用便捷的制造方法和定制代碼構建功能齊全的雙環境飛行器。
這項能力的一個關鍵特征是可變螺距螺旋槳系統，葉片可根據周圍環境調整角度。在空中，葉片會變高以產生升力。在水下，葉片會降低螺距以減少阻力并提高推進效率。
系統還支持反向推力，使無人機在水下也能更靈活地操控。據學生們介紹，這種適應性使無人機能夠使用單一推進裝置在兩種環境下平穩運行，無需進行任何機械重新配置。這種方法使無人機能夠在空中和水中不間斷地移動。
演示視頻捕捉到了無人機在空氣和水之間的轉換，無人機在兩種介質之間反復移動。學生們將這些動作的一致性歸功于螺旋槳系統的簡單性和可靠性，它避免了對復雜機械裝置的依賴。
據《趣味工程》報道，展望未來，學生們看到了他們的設計在海洋探索、船舶檢查、搜索救援任務以及國防等領域的應用潛力。盡管無人機仍處于概念驗證階段，但它展示了低成本平臺如何幫助進入原本難以到達的環境。
△這架緊湊型無人機起飛、潛入水池、短暫潛入水下，然后再次升空
在奧爾堡大學以外，約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室（APL）的研究人員開發了一種名為耐腐蝕空中隱蔽無人航海系統（CRACUNS）的雙環境無人機，能夠從水下站點或車輛發射并在空中飛行。
無人機采用3D打印和新穎的制造技術制造，采用輕質復合材料框架，可承受嚴苛的近海環境。為了應對海水侵蝕，敏感部件被封裝在干式壓力容器中，電機則涂覆了商用耐腐蝕材料。在海水中浸泡兩個月后，無人機未出現任何損壞，展現了良好的結構韌性和作戰可行性。
3D打印重塑無人機的形態和功能
從水下飛行到鳥類模仿和空中建造，研究人員正在使用 3D 打印來重新思考無人機的功能以及它們可以呈現的形狀。
一個獨特的例子來自荷蘭的Drone Bird公司，他們所開發的鳥形無人機幫助管理航空和農業領域的野生動物，并使用 3D 打印技術將設計變為現實。 該公司與先進激光材料公司(ALM)、EOS和Parts on Demand合作，將 SLS 技術與輕質碳基材料相結合，生產出耐用、逼真的組件。這種制造方法不僅加快了開發速度、降低了成本，還使設計更容易根據特定需求進行調整。這些無人機模仿猛禽飛行，有效地阻止了野生動物在跑道和農田附近聚集。
在建筑領域，倫敦帝國理工學院的研究人員開發了一種無人機群，能夠在飛行過程中自主3D打印混凝土結構。建筑系統包含兩種類型的無人機：BuilDrones，配備定制噴嘴，可在飛行過程中調整位置；ScanDrones，用于監控進度并引導逐層沉積。
無人機以協調循環的方式工作，利用實時軌跡控制和打印監控來實現精準施工。在測試中，團隊首先打印了一個兩米高的泡沫結構，然后使用水泥-聚合物復合材料打印了一個圓柱形塔。無人機始終保持著亞厘米級的精度，展現了空中3D打印在遠程施工領域的潛力。
來源：南極熊
