
鳥類,無論單獨(dú)還是成群,對(duì)飛行的飛機(jī)都是一種危害。當(dāng)一架飛機(jī)在飛行中撞上一只鳥時(shí),輕點(diǎn)鳥死機(jī)傷,重則機(jī)毀人亡。
2009年著名的“哈德遜河奇跡”事件,就是因?yàn)轼B類被吸進(jìn)了飛機(jī)引擎,導(dǎo)致引擎失靈,所幸飛機(jī)成功緊急迫降在哈德遜河河面上,所有乘客和機(jī)組人員都幸免于難。
據(jù)估計(jì),在全球范圍內(nèi),所謂的鳥擊每年使民航業(yè)損失近14億美元??茖W(xué)家們一直在研究阻止鳥類進(jìn)入飛行空間的方法,因此各種防范措施多管齊下,有用特殊裝置恐嚇驅(qū)趕的,比如大聲的煙火或播放普通鳥類求救信號(hào)的揚(yáng)聲器,也有破壞機(jī)場附近其棲息地的,但這并不能解決根本問題。
隨著時(shí)間的推移,這些方法的有效性往往會(huì)降低,因?yàn)轼B類會(huì)因反復(fù)暴露而變得不敏感。
為了找到一種更實(shí)用、更持久的解決方法,來自格羅寧根大學(xué)、Tuscia大學(xué)、Roflight、Lemselobrink和荷蘭皇家空軍的一組研究人員通過分析機(jī)場地鳥類種群,發(fā)現(xiàn)鷹類為大多數(shù)鳥類的天敵,但在機(jī)場飛行區(qū),引入這種較大的鷹類種群是不可取的。
為此他們?cè)O(shè)計(jì)、制造并測試了一個(gè)名為Robot Falcon的仿生獵鷹機(jī)器人,它看起來和飛行起來像游隼,游隼是世界上速度最快的動(dòng)物,可以捕食多種鳥類,趕走機(jī)場周圍的鳥群。該小組在《皇家學(xué)會(huì)界面雜志》上描述了他們的方法。

目前,無人機(jī)被用來嚇跑鳥類,訓(xùn)練有素的獵鷹和發(fā)射鳥類遇險(xiǎn)聲音的系統(tǒng)也是如此。在這項(xiàng)新的努力中,研究人員采用了一種新的方法——他們?cè)O(shè)計(jì)并制造了一個(gè)遙控飛行機(jī)器人。他們選擇獵鷹是因?yàn)樗鼤?huì)捕捉并殺死其他鳥類,因此這些鳥類會(huì)試圖避開它。
據(jù)了解,這款仿生機(jī)械鷹通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為仿生鷹雙翼的上下運(yùn)動(dòng),使其看起來就像真鳥的翅膀;身體由玻璃纖維和尼龍復(fù)合材料制成,不用擔(dān)心磕碰,機(jī)身被涂上油漆,可以達(dá)到以假亂真的目的;內(nèi)部安裝了電子裝置,可以遙控飛行,續(xù)航時(shí)間最高可達(dá)15分鐘,操作范圍可達(dá)到2公里;攝像頭能實(shí)時(shí)傳輸照片,模仿鳥類天敵鷹的飛行姿態(tài),配合機(jī)場音頻設(shè)施使用。
測試表明,“獵鷹機(jī)器人”能夠模仿獵鷹飛行,并嚇跑鳥類。在實(shí)地測試中,機(jī)器鳥在到達(dá)后的五分鐘內(nèi)嚇跑了整群鳥,在一半的威懾飛行中,它能夠在70秒內(nèi)清除戰(zhàn)場。
研究小組在三個(gè)多月的時(shí)間里對(duì)同一群鳥進(jìn)行了多次測試,得出的結(jié)論是無論鳥群多么頻繁地看到它,都會(huì)對(duì)它感到害怕,進(jìn)而避讓它。
在《Royal Society Interface》雜志上發(fā)表的一篇論文中,該團(tuán)隊(duì)表明,機(jī)器人獵鷹能夠比無人機(jī)更快、更有效地清除鳥類。它還比傳統(tǒng)方法中最有效的發(fā)出求救信號(hào)的方法更能讓鳥兒遠(yuǎn)離野外。
近些年來,仿生無人機(jī)被用來在機(jī)場嚇跑鳥類的案例比比皆是。2018年,英國漢普郡南安普敦機(jī)場,一架獵鷹樣式的新型無人機(jī)試飛成功,用來驅(qū)趕機(jī)場附近鳥群。它的外觀也像一只獵鷹,飛行時(shí)也會(huì)仿照猛禽的振翅方式。
加州理工學(xué)院的副教授Soon-Jo Chung與倫敦帝國理工學(xué)院的航空研究員Aditya Paranjape合作開發(fā)了一個(gè)鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)模型。然后整個(gè)研究小組一起編寫了一個(gè)算法,用來為無人機(jī)提供理想的飛行路線,將鳥群趕出飛機(jī)場附近的空域。
他們的論文被發(fā)表在《電器和電子工程師學(xué)會(huì):機(jī)器人事務(wù)》上,研究小組在韓國用兩群白鷺測試了他們所謂的“牧羊犬法”。一架“牧羊犬無人機(jī)”就能成功地將鳥群趕走,但是用數(shù)量較多的鳥群進(jìn)行的試驗(yàn)表明,多架無人機(jī)可能會(huì)更有效。
對(duì)于傳統(tǒng)驅(qū)鳥方式,不少的機(jī)場已經(jīng)不能滿足,技術(shù)的發(fā)展以及每一次鳥擊事故的慘痛后果也要求機(jī)場的凈空保護(hù)做到極致,因此現(xiàn)在越來越多的科學(xué)家們開始從當(dāng)下熱門的無人機(jī)角度出發(fā)來提高機(jī)場的驅(qū)鳥效率。
現(xiàn)階段的較為成熟的驅(qū)鳥方式主要集中在人工驅(qū)鳥,即駕車巡視并且用車載空氣炮、燈光等設(shè)施進(jìn)行驅(qū)逐,或者是直接架設(shè)驅(qū)鳥設(shè)備在機(jī)場四周,屬于定點(diǎn)型。而近幾年還衍生出了生物驅(qū)鳥方式,其中以國外的驅(qū)鳥犬以及中國高原機(jī)場的驅(qū)鳥獵鷹為主。
然而這些方式卻往往會(huì)受到地形和空間的限制,普通的地面驅(qū)鳥設(shè)備會(huì)受到天氣和地形的干擾,而生物驅(qū)鳥也不能保證該生物是否會(huì)成為新的機(jī)場凈空障礙,因此,仿生無人機(jī)將以其智能、可操控、適應(yīng)性強(qiáng)并且所耗投資較小、后續(xù)養(yǎng)護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)快速進(jìn)入驅(qū)鳥研究中。