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MIT研发20平方毫米微型芯片 ,让无人机“小如指甲轻似气球”

Iris Dai ·2018-06-22 12:53·TechNews
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MIT33

麻省理工学院(简称MIT)一直以来以探索前沿科技闻名于世。许多有趣奇妙又令人对未来心驰神往的技术发明都大多诞生于此。

近日,据外媒报道,麻省理工学院(MIT)研究出一款如同指甲般大小的无人机,小巧玲珑到能在人耳边嗡嗡作响地飞行。“麻雀虽小但五脏俱全”,这款无人机精巧但实用的原因,还得归功于电气工程和计算机科学系的团队。他们设计了一个约20平方毫米的计算机芯片,可以实时处理惯性和相机图像,这些都是无人机飞行的两个关键部件。

这并不是他们第一次研发微型芯片。去年,这个团队使用一种现场可编程门阵列FPGA(即高度可配置的集成电路,开发了一种无人机控制芯片,但只需要2瓦的功率和2GB的内存。然而缩小设计尺寸并不容易。

负责此项目的首席研究员谢塔克•卡拉曼(Sertac Karaman)表示,“在传统的机器人技术中,我们使用现有的现成计算机并在它们上实现(状态估计)算法,因为我们通常不必担心功耗。但在每一个需要我们缩小低功耗应用程序的项目中,我们现在必须以一种非常不同的方式考虑编程的挑战。”

MIT

▲MIT研发的指甲般大小无人机(Source:MIT)

在最终攻坚时刻,研究人员决定重新开始构建芯片。他们找到了一种方法,可以将存储在其内存中的数据量最小化,令芯片的功耗降低到24毫瓦即为灯泡供电所需能量的千分之一,并将其内存大小降低到0.8MB。

除此之外,他们还优化了图像处理的设计。新的芯片每秒能够处理高达171帧,高于团队预计的速度。

然而,这种芯片目前还不适合小型无人机。该团队的概念验证将是在一辆小型赛车上配有车载摄像头,能够实现实时播放视频。在接下来的计划里,团队将努力把它打造成一个真正的无人机。

谢塔克•卡拉曼Karaman补充解释,“我可以想象把这种芯片应用到低能耗的机器人上,比如像手指甲般大小的飞行器,或者像气象气球一样的比空气更轻的飞行器,它们需要使用电池运行数个月时间。”

另外,我们也可以想象它应用在医疗设备,比如人类吞下的小药丸,它能以智能方式在非常小的电池上导航,这样它就不会在人类身体里过热。这个团队正在制造的芯片可以帮助解决这些问题。

值得一提的是,麻省理工学院曾经研发成功多款小型机器人,包括通过磁体波控制运动的3D打印机器人、仿生昆虫机器人、仿生机器鱼等有趣前沿的机器人技术。

(首图来源:MIT官网)

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