The increasing use of drones in human-centric applications highlights the need for designs that can survive collisions and recover rapidly, minimizing risks to both humans and the environment. We present HoLoArm, a quadrotor with compliant arms inspired by the nodus structure of dragonfly wings. This design provides natural flexibility and resilience while preserving flight stability, which is further reinforced by the integration of a Reinforcement Learning (RL) control policy that enhances both recovery and hovering performance. Experimental results demonstrate that HoLoArm can passively deform in any direction, including axial one, and recover within 0.3-0.6 s depending on the direction and level of the impact. The drone can survive collisions at speeds up to 7.6 m/s and carry a 540 g payload while maintaining stable flight. This work contributes to the morphological design of soft aerial robots with high agility and reliable safety, enabling operation in cluttered and human shared environments, and lays the groundwork for future fully soft drones that integrate compliant structures with intelligent control.


翻译:随着无人机在以人为中心的应用中日益普及,亟需能够承受碰撞并快速恢复的设计方案,以最大程度降低对人和环境的风险。本文提出HoLoArm——一种受蜻蜓翅痣结构启发的柔性机臂四旋翼无人机。该设计在提供天然柔韧性与抗冲击能力的同时,保持了飞行稳定性,并通过引入强化学习(RL)控制策略进一步增强了恢复与悬停性能。实验结果表明,HoLoArm能够在任意方向(包括轴向)被动变形,并根据冲击方向与强度在0.3-0.6秒内恢复。该无人机可承受最高7.6米/秒的碰撞速度,并在携带540克有效载荷时保持稳定飞行。本工作为兼具高敏捷性与可靠安全性的软体空中机器人形态设计做出贡献,使其能够在杂乱及人机共融环境中运行,并为未来将柔性结构与智能控制相集成的全软体无人机奠定基础。

0
下载
关闭预览

相关内容

设计是对现有状的一种重新认识和打破重组的过程,设计让一切变得更美。
定向能武器如何革新2025年反无人机与反导体系
专知会员服务
34+阅读 · 2025年8月30日
《军用多旋翼无人机模块化框架》126页
专知会员服务
39+阅读 · 2025年4月13日
基于四旋翼无人机的协同跟踪系统
专知会员服务
20+阅读 · 2024年9月25日
未来战机设计趋势
专知会员服务
31+阅读 · 2024年7月26日
2024 年全球十大顶尖军用无人机
专知会员服务
41+阅读 · 2024年4月9日
《空中作战网络的人机协作研究计划 (HURRICANE)》欧盟
专知会员服务
48+阅读 · 2023年2月20日
反无人机技术的方法与难点
无人机
33+阅读 · 2019年4月30日
使用强化学习训练机械臂完成人类任务
AI研习社
14+阅读 · 2019年3月23日
浅析共轴双旋翼无人直升机系统设计
无人机
21+阅读 · 2018年11月15日
无人机蜂群作战概念研究
无人机
64+阅读 · 2018年7月9日
无人艇的发展趋势
无人机
14+阅读 · 2017年11月6日
无人机飞行控制方法概述
无人机
13+阅读 · 2017年10月7日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
VIP会员
最新内容
无人机自主控制与人工智能:系统性综述
专知会员服务
10+阅读 · 今天7:25
巡飞弹与反无人机系统——现代战场的两大支柱
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:54
《打造“黄金舰队”》57页报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:52
《北约数字教官网络发展路径》128页报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:33
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
9+阅读 · 6月25日
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
相关VIP内容
定向能武器如何革新2025年反无人机与反导体系
专知会员服务
34+阅读 · 2025年8月30日
《军用多旋翼无人机模块化框架》126页
专知会员服务
39+阅读 · 2025年4月13日
基于四旋翼无人机的协同跟踪系统
专知会员服务
20+阅读 · 2024年9月25日
未来战机设计趋势
专知会员服务
31+阅读 · 2024年7月26日
2024 年全球十大顶尖军用无人机
专知会员服务
41+阅读 · 2024年4月9日
《空中作战网络的人机协作研究计划 (HURRICANE)》欧盟
专知会员服务
48+阅读 · 2023年2月20日
相关资讯
反无人机技术的方法与难点
无人机
33+阅读 · 2019年4月30日
使用强化学习训练机械臂完成人类任务
AI研习社
14+阅读 · 2019年3月23日
浅析共轴双旋翼无人直升机系统设计
无人机
21+阅读 · 2018年11月15日
无人机蜂群作战概念研究
无人机
64+阅读 · 2018年7月9日
无人艇的发展趋势
无人机
14+阅读 · 2017年11月6日
无人机飞行控制方法概述
无人机
13+阅读 · 2017年10月7日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员