荷兰格罗宁根大学设计了一种游隼机器人(Robot Falcon),可以用来驱赶机场的鸟群。

这是飞机在飞行中遭到鸟击的画面。

鸟类,无论单独还是成群,对飞行的飞机都是一种危害。当一架飞机在飞行中撞上一只鸟时,轻点鸟死机伤,重则机毁人亡。

2009年著名的“哈德逊河奇迹”事件,就是因为鸟类被吸进了飞机引擎,导致引擎失灵,所幸飞机成功紧急迫降在哈德逊河河面上,所有乘客和机组人员都幸免于难。

据估计,在全球范围内,所谓的鸟击每年使民航业损失近14亿美元。科学家们一直在研究阻止鸟类进入飞行空间的方法,因此各种防范措施多管齐下,有用特殊装置恐吓驱赶的,比如大声的烟火或播放普通鸟类求救信号的扬声器,也有破坏机场附近其栖息地的,但这并不能解决根本问题。

随着时间的推移,这些方法的有效性往往会降低,因为鸟类会因反复暴露而变得不敏感。

为了找到一种更实用、更持久的解决方法,来自格罗宁根大学、Tuscia大学、Roflight、Lemselobrink和荷兰皇家空军的一组研究人员通过分析机场地鸟类种群,发现鹰类为大多数鸟类的天敌,但在机场飞行区,引入这种较大的鹰类种群是不可取的。

为此他们设计、制造并测试了一个名为Robot Falcon的仿生猎鹰机器人,它看起来和飞行起来像游隼,游隼是世界上速度最快的动物,可以捕食多种鸟类,赶走机场周围的鸟群。该小组在《皇家学会界面杂志》上描述了他们的方法。

目前,无人机被用来吓跑鸟类,训练有素的猎鹰和发射鸟类遇险声音的系统也是如此。在这项新的努力中,研究人员采用了一种新的方法——他们设计并制造了一个遥控飞行机器人。他们选择猎鹰是因为它会捕捉并杀死其他鸟类,因此这些鸟类会试图避开它。

据了解,这款仿生机械鹰通过机械传动机构,将电机的运动转化为仿生鹰双翼的上下运动,使其看起来就像真鸟的翅膀;身体由玻璃纤维和尼龙复合材料制成,不用担心磕碰,机身被涂上油漆,可以达到以假乱真的目的;内部安装了电子装置,可以遥控飞行,续航时间最高可达15分钟,操作范围可达到2公里;摄像头能实时传输照片,模仿鸟类天敌鹰的飞行姿态,配合机场音频设施使用。

测试表明,“猎鹰机器人”能够模仿猎鹰飞行,并吓跑鸟类。在实地测试中,机器鸟在到达后的五分钟内吓跑了整群鸟,在一半的威慑飞行中,它能够在70秒内清除战场。

研究小组在三个多月的时间里对同一群鸟进行了多次测试,得出的结论是无论鸟群多么频繁地看到它,都会对它感到害怕,进而避让它。

在《Royal Society Interface》杂志上发表的一篇论文中,该团队表明,机器人猎鹰能够比无人机更快、更有效地清除鸟类。它还比传统方法中最有效的发出求救信号的方法更能让鸟儿远离野外。

近些年来,仿生无人机被用来在机场吓跑鸟类的案例比比皆是。2018年,英国汉普郡南安普敦机场,一架猎鹰样式的新型无人机试飞成功,用来驱赶机场附近鸟群。它的外观也像一只猎鹰,飞行时也会仿照猛禽的振翅方式。

加州理工学院的副教授Soon-Jo Chung与伦敦帝国理工学院的航空研究员Aditya Paranjape合作开发了一个鸟类飞行动力学的数学模型。然后整个研究小组一起编写了一个算法,用来为无人机提供理想的飞行路线,将鸟群赶出飞机场附近的空域。

他们的论文被发表在《电器和电子工程师学会:机器人事务》上,研究小组在韩国用两群白鹭测试了他们所谓的“牧羊犬法”。一架“牧羊犬无人机”就能成功地将鸟群赶走,但是用数量较多的鸟群进行的试验表明,多架无人机可能会更有效。

对于传统驱鸟方式,不少的机场已经不能满足,技术的发展以及每一次鸟击事故的惨痛后果也要求机场的净空保护做到极致,因此现在越来越多的科学家们开始从当下热门的无人机角度出发来提高机场的驱鸟效率。

现阶段的较为成熟的驱鸟方式主要集中在人工驱鸟,即驾车巡视并且用车载空气炮、灯光等设施进行驱逐,或者是直接架设驱鸟设备在机场四周,属于定点型。而近几年还衍生出了生物驱鸟方式,其中以国外的驱鸟犬以及中国高原机场的驱鸟猎鹰为主。

然而这些方式却往往会受到地形和空间的限制,普通的地面驱鸟设备会受到天气和地形的干扰,而生物驱鸟也不能保证该生物是否会成为新的机场净空障碍,因此,仿生无人机将以其智能、可操控、适应性强并且所耗投资较小、后续养护方便等优点快速进入驱鸟研究中。