喜欢点饮料喝的朋友，应该不会对某些外卖店家的杯盖感到陌生。这种可弹出的盖上“小圆顶”，能够指示杯中的饮料种类。但是普渡大学和田纳西大学的科学家们却认为，类似的圆顶设计、也有助于无人机监测其机翼上的气压。据悉，自主固定翼无人机面临的一个问题，就是机载飞行计算机需要持续不断地处理来自多个传感器的数据。

即便如此，在飞行计算机接收到传感器输入、并根据相关信息采取行动的时间，仍可能存在显著的滞后。

为减轻信息负载，研究人员一直在探索使用独特的方案 —— 比如不让传感器记录微不足道的数据 —— 而这，也是这种小圆顶可以派上用场的地方。

研究配图 1 - 由机械传感单元组成的神经形态超材料

在 2022 年 10 月 13 日发表于《先进智能系统》期刊上的一篇文章中，印第安纳州普渡大学的科学家们与田纳西大学的同僚们合作，开发出了一种概念验证模型。

他们将杯盖状聚氨酯圆顶网格，安装在飞机机翼的部分顶部表面。而每个圆顶下方，则是与圆顶一起形成连接阵列的压电聚乳酸(PLA)膜。

研究配图 2 - 处于基态和倒置状态的双稳态晶胞

只要流经机翼的空气不超过某个压力阈值，圆顶“气泡”就不会弹出。但当压力足够高时，一些“气泡”就会暂时倒置、压迫下方的 PLA 膜变形。

传感器阵列可记录这些发生形变的位置，并将相关信息传递给机载计算机。接着通过一系列计算，系统就能够知晓流经机翼的高压气流模式。

研究配图 3 - 将圆顶反转转换为电存储器的集成方案

实验表明，若该模式反映了危险的飞行条件，则无人机的飞控系统将可及时做出应对。

更棒的是，这些圆顶“气泡”只有向上或向下这两种状态，所以系统的数据也只有简单的二进制(0 或 1)。

研究配图 4 - 物理 Hopfield 网络实现 / 不同输入模式测试

首席科学家 Andres Arrieta 认为，未来三到五年内，行业有望将这项技术整合到功能齐备的无人机机翼中。