早在2023年，瑞士苏黎世联邦理工学院的工程专业学生开发出了一种无人机，可以远程运输钻井机和其他设备到高处。无人机演习“Aithon”旨在使脚手架的搭建不再必要，并有助于防止坠落。

无人机在飞行过程中演练 Aithon，由于有电缆供电，飞行时间几乎可以无限长。

世界工作安全与卫生日并不是一个占据新闻头条的事件。然而，瑞士意外保险基金会（苏瓦）利用这一天的机会指出工作中的危险。今年，苏瓦专注于跌倒问题，这影响了保险公司的日常工作：每年有 10,500 人在建筑施工期间跌倒。苏瓦每年发生 5,500 起与梯子有关的职业事故，其中一些是致命的。去年，发生了几起因人们从纤维水泥屋顶坠落而死亡的事故。

最重要的对策就是遵守苏瓦规则，这可以防止大多数事故。然而，建筑工程通常需要在难以进入且具有一定风险的地方进行干预。

苏黎世联邦理工学院的一个重点项目自 2021 年秋季以来一直在解决这一问题：八名学生（六名机械工程师和两名电气工程师）目前正在开发一种可以执行此类工作的遥控钻井无人机。该项目得到了 ETH 自治系统实验室的支持。该无人机的第一架原型机于 2022 年 5 月 1 日推出。

飞行的立方体

当时推出的、此后不断发展的无人驾驶钻机“Aithon”是一种四轴飞行器，即具有四个水平排列的驱动旋翼的飞行器。该装置由碳棒制成的 H 形支撑框架组成，框架上装有四个电机、控制单元、定位系统和钻头——Hilti 锤钻“TE 2-A22”。

然后，无人机远程携带钻孔机到所需位置并在那里钻出必要的孔。除了钻头外，无人机上还可以安装各种其他高空作业工具，例如螺丝刀、曲线锯或打孔器。

接近现场：无人机演习采用标准遥控器进行操作。

工作分为几个步骤：首先，无人机飞到现场。 “这种方法是通过视觉来实现的，”系统工程师 Roman Dautzenberg 解释道。 “然后使用流式摄像机图像对工具进行定位，然后工具尖端充当投射的激光十字以帮助定位。”这架重约 13 公斤的无人机到达目的地后，支撑架会用真空支架固定在墙壁上。

下一步才是真正的亮点：将四个转子连接到旋转臂上。这样，如果需要的话，它们可以倾斜 90 度，这意味着转子不再产生升力，而是将整个结构压向墙壁。其压力高达 150 牛顿，足以完成各种施工任务。直径达 10 毫米的孔已经钻好，但还可以钻出更大的孔。

来源：AITHON 项目

当无人机到达目的地时，它做的第一件事就是附着在墙上。

操作高度限制为八米

钻头通过超轻的“钻头定位系统”以毫米精度移动到使用位置：安装在框架上的系统由两个直流电机组成，它们通过齿形传动带将钻头在 60 厘米宽和高的框架允许的运动范围内向任意方向移动。这三个工作步骤——飞行、附着和表面操纵——均由市售的遥控器控制。 “然而，我们的愿景是系统的部分自主，其中人类只起到监督的作用。”

目前操作高度限制在八米左右。 Roman Dautzenberg：“这是因为通过电缆提供的电源目前电压较低。采用其他能源系统，高度可以达到 100 米以上。”为了最大限度地发挥飞行机器人的机动性，他们还在测试电池的使用。 “但由于增加了重量，这里只能使用短时间。”

Aithon 携带的设备目前重量可达两公斤，据 Dautzenberg 介绍，这足以完成许多艰巨的任务。 “但我们也在致力于改进发动机，使其能够承载更大的负荷，并改善飞行性能。”

然后将转子旋转 90 度，使其将装置压在墙壁上，这对于钻孔是必要的。

瑞士军刀

目前，Aithon 无法在不平坦的地面上工作。当前的紧固件需要相对光滑的表面。 “但我们正在研究能够处理天然岩石和其他更复杂几何形状的方法。”该团队的目标是利用这一点以及几乎无限的工具来开发一种“飞行瑞士军刀”。

目前，无人机演习 Aithon 尚未投入使用：“我们目前处于进一步开发阶段。我们正努力在三个方面进行改进：可靠性、可用性和扩展能力。”该设备已经可以处理超过百分之九十的标准应用程序。目的是通过为用户开发改进的驾驶舱来逐步提高可用性。通过使 Aithon 适合粗糙表面，实现了功能的扩展。

在该过程结束时，无人机脱离并飞往下一个地点。

欢迎合作伙伴

此外，2021 年秋季成立的 ETH 衍生公司也在寻找展示其飞行机器人能力的方法。我们也欢迎能够与之进一步开发机器人的实施合作伙伴。开发人员对他们的飞机深信不疑：使用这种飞行万能机器人，可以在各种干预中省去脚手架和模板，并且可以快速且廉价地进行小规模干预、维修或检查。同时保护工人免于被派往此类危险境地。

开发商故意忽视了使用无人机演习的经济方面。然而，随着机器人技术在各个工作领域的进步，在不久的将来，使用飞行钻孔机器人肯定是值得的，尤其是考虑到每次使用无人机时，人们就可以免于从事潜在的危险工作。

因此，无人机演习 Aithon 未来可能有助于进一步改善事故统计数据。正如苏瓦在世界工作安全与健康日所报告的那样，过去十年来，瑞士发生工作事故的风险下降了 13％。不幸的是，撞车事故的数量仍然停滞在高位。特殊无人机等创新或许可以阻止一些事件的发生。

名字灵感来自古希腊

荷兰巴洛克画家西奥多·罗姆博茨（Theodoor Rombouts）的画作描绘了普罗米修斯和鹰。

在为无人机演习寻找名字时，开发人员回顾了古希腊，其中 Aithon 或 Ethon 是神话中的鹰的名字。这部电影适合任何恐怖电影。

故事是这样的：希腊众神之父宙斯否认凡人拥有火的权利。然而，他麾下一位名叫普罗米修斯的泰坦巨人从宙斯手中偷走了它，并把它带给了人类。众神之父的著名惩罚是：宙斯将普罗米修斯锁在高加索山上，一只鹰定期来拜访他并吃掉他不断长大的肝脏。从这个方面来看，“Aithon”对于这款钻井无人机来说是一个非常恰当、幽默的名字。