在这张宣传DARPA举升挑战的视频屏幕截图中，一架无人机起飞。图片来源：DARPA

随着无人机使用的增长，一个关键的限制是典型的有效载荷重量比约为1:1，这意味着这些飞行器只能携带与其自身重量相当的有效载荷。

现在，DARPA（国防高级研究计划局）希望通过要求创新者制造一架能够举起至少四倍重量的无人机来克服这一障碍。该倡议被称为DARPA电梯挑战赛，将于今年8月举行现场飞行比赛，该机构将提供高达650万美元的奖金。

DARPA在有关该计划的网页上写道，“基于空气动力学设计、材料科学和推进系统的最新进展，4:1的比例是合理的”。

DARPA举升挑战项目经理菲利普·史密斯中校在接受采访时指出了替代空气动力学设计、计算建模和模拟、3D打印和开源飞行控制器方面的进步。

“当你把所有这些结合起来时，就会发现真正的创新机会来自我们没有真正考虑过的地方，”他告诉我。

举升挑战标志着DARPA探索重型无人机技术的最新努力。2024年，该机构征集了“重型无人飞行系统的创新和革命性概念”。

“我们有很多非常有趣的想法，”史密斯说。它表明“人们正在思考这个问题。他们开始打破常规。”

史密斯说，根据反馈和其他内部研究，DARPA要求外部组织“研究一系列不同的想法”，以打造能够携带比自身重量更重的有效载荷的垂直升降无人机。这项工作证实了该技术的可行性。

DARPA在去年10月份宣布了举升挑战，并于今年1月底开始接受申请。该倡议向所有人开放，包括研究人员、企业和个人。只要国际团队的首席代表是美国公民，就可以参加。团队申请将于5月结束，现场试验计划于8月2日至9日进行。

尽管起飞地点尚未确定，史密斯在一月份的一次演讲中表示，主要的竞争者是位于俄亥俄州代顿的美国空军国家博物馆。

该挑战要求团队设计一种重量为55磅或更轻的垂直升降机，携带至少110磅的举重板，可以在30分钟内完成5海里的航程，并且无需维修即可再次飞行。

挑战要求旨在模拟现实生活场景，例如救灾队使用小型或中型无人机将紧急物资运送到难以到达的地点，或者军队使用无人机向部队运送弹药、食物或其他物资。具有更高有效载荷重量比的重型无人机还可以有一系列民用应用：运送杂货订单、喷洒农药或种子以及向建造高层建筑的人员吊运建筑材料等。

史密斯说，DARPA举升挑战是“试图激发一个目标，试图想象一个有价值的未来”。

无人机的有效载荷重量比必须至少为2:1才有资格获得最高奖项，但获胜的设计将是具有最高有效载荷重量比并在规定时间内完成比赛的无人机。

DARPA将向第一名获得者奖励250万美元，向第二名获得者奖励150万美元，向第三名获得者奖励100万美元。如果前三名队伍不符合4：1的比例，奖金将减半。

史密斯表示，他希望“一堆”设计能够完成课程。他说，这将使DARPA能够评估它们是否都包含相似的功能，或者“实际上有10或15种不同的样式成功了”。

史密斯表示，即使没有竞争对手达到4:1的比例目标，这一挑战仍然会创造“一个让所有这些创新者能够相互合作的环境”。

他提到了DARPA于2004年举办的首届重大挑战，重点关注自动驾驶汽车。在2005年的赛事中，没有车辆跑完全程，但有5支队伍冲过了终点线。该机构随后面临的挑战旨在激发机器人技术、无线电和电磁频谱共享、网络防御和火箭发射方面的发展。

在举升挑战的几年内，史密斯表示，他希望“我们在货架上或网站上看到的所有当前无人机都已经过时，因为我们识别并发现了新的样式，这些样式对用户来说更高效、更有用。”