雨天不用手撑伞,一把会飞的雨伞自动悬浮在头顶跟着你走——这个听起来好像还不错的科幻场景,被加拿大工程师John Tse变成了现实。
但看完实测视频,网友们的反应却出奇一致:“兄弟,你管这叫遮雨?”
这位YouTube频道“I Build Stuff”的博主,花了近一年时间密集开发,打造出这把完全自主飞行的雨伞。四个螺旋桨提供动力,深度相机负责跟踪,树莓派处理数据,飞控保持平衡——技术配置硬核。然而出于安全考虑,雨伞必须悬浮在头顶几米高的位置,这个距离......基本等于头顶有个会飞的装饰品。
有网友调侃:“这可能是史上最复杂的淋雨方式。”
还有人更直接:“终于解放双手了,代价是全身湿透。”
▍技术升级:从手动遥控到自动跟踪
虽然实用性存疑,但John Tse用无人机技术实现了精准跟随挨浇(不是)。这已经是他的第二代产品了——2024年初的第一代还需要遥控器操作,被网友疯狂吐槽“两只手操控比拿普通伞还累”
新版本的最大升级是完全自主飞行。雨伞底部安装了一个飞行时间(Time-of-Flight)深度相机,通过发射光线并测量反射时间来构建3D深度图像。这种相机的优势在于,即使在雨伞下方光线昏暗的环境中也能准确工作——这比普通摄像头靠谱多了。
深度相机采集的数据会实时传输给机载的树莓派Compute Module 4进行处理。系统能识别出使用者头部的准确位置,然后向Pixhawk飞行控制器发送指令,通过调整四个螺旋桨的转速来保持雨伞始终悬浮在人的正上方。整个跟踪系统的反应速度很快,正常步行速度下都能稳定跟随。
为了测试各种技术方案,John还专门制作了一个小型测试无人机。跟踪系统的开发经历了多次迭代:从普通摄像头到GPS,再到激光雷达,最后才确定用深度相机。事实证明,GPS在短距离跟踪上精度太差,而深度感知技术在室内外都能提供更高的精度。
▍折叠机构解决便携难题
要让雨伞飞起来容易,但要让它既能飞又便携就难了。传统雨伞的中心杆是唯一的承重结构,如果把所有设备都装在这里,整把伞会变得笨重无比
John的解决方案具有巧思:采用可折叠的机械臂设计。四个机械臂从中央枢纽向外延伸,每个臂的末端装有无人机电机和螺旋桨,位置刚好在伞面边缘外侧。不使用时,这些机械臂可以向内折叠,让整把伞能装进背包。
这些结构件大部分通过3D打印制作,材料选用了碳纤维尼龙,既保证强度又控制重量。锁定系统使用铰链、橡皮筋和精心设计的固定板组合,能有效减少飞行时的震动。John表示,光是这个折叠锁定机构就花了大量时间优化,要在便携性和飞行稳定性之间找到平衡点并不容易。
除了机械结构,雨伞内部还集成了大量电子设备。Pixhawk飞控负责保持平衡,内置GPS帮助户外定位(虽然最后没怎么用),还有各种传感器和电源管理系统。所有组件的布局都经过精心设计,以保持重心稳定——毕竟这是一把要在空中悬浮的雨伞。
▍无数次失败换来“成功”
这个看起来有点搞笑的项目,背后是近一年多的不懈努力。John在视频中坦言:“我不能说这个项目完美,但它确实能工作,这就带来了快乐。
开发过程可谓一波三折。零件断裂、软件崩溃、树莓派直接烧毁、相机连接反复出故障......各种问题层出不穷。原本计划几周完成的项目,最终耗时近一年密集开发。John还找来朋友Henson帮忙优化头部跟踪算法,经过无数个熬夜调试的夜晚,飞行雨伞终于成功起飞。
最让人哭笑不得的是测试结果。在暴雨测试中,雨伞确实能稳定飞行和跟踪,“零故障”运行——但遮雨效果就另当别论了。由于安全距离的限制,稍微有点风,雨就会斜着飘进来。网友评论一针见血:“这是把简单问题复杂化的完美案例。”
不过话说回来,目前的版本续航只有10-15分钟,和小型消费级无人机差不多。在人群密集的地方使用也是个大问题——想象一下几十把飞行雨伞在空中相撞的场景。但这个项目的意义或许不在于实用性。它展示了个人创客如何利用现成的无人机技术、计算机视觉和开源硬件,打造出曾经只存在于实验室的自主机器人
正如一位网友的评论:“虽然有点搞笑,但必须承认——还挺酷的。”也许多年后回头看,这把“不太实用”的飞行雨伞,没准儿会成为个人飞行设备发展史上一个有趣的注脚。毕竟第一架飞机也只飞了12秒,谁又能想到一百年后人类能飞上月球呢?
不管怎么说,有一点人家做到了——就说有没有让你腾出手玩手机吧(狗头)……
