Geriausi Dronai: kaip vabzdžiai mokė Šveicarijos mokslininkus kurti geresnį droną

Jums gali būti atleista manydama, kad sunkiausias, patvariausias robotas būtų kažkoks ypatingai kietas, metalinis lydinys, kaip Terminatorius, tačiau kartais švelnus ir lankstus yra kelias.

Šią savaitę Šveicarijos „École Polytechnique Fédérale de Lausanne“ (EPFL) inžinieriai paskelbė savo pastangų padaryti tikrai tvarkingą, lanksčią quadcopter drone žurnale rezultatus. Mokslo robotai.

Kaip ir vis daugiau šiuo metu kuriamų mikrorobotų, šie dronai taip pat pasiskolina kai kuriuos savo dizaino elementus iš lengvos, sulankstytos origami architektūros. Tačiau mokslininkai sako Atviras, vienas esminis skirtumas: dizainas, naujas sudėtingas, pakankamai lankstus, kad sugeria žalą, bet pakankamai standus, kad liktų aerodinaminis, ir įkvėptas vabzdžių sparnų medžiagų savybių.

„Dauguma„ origami “konstrukcijų yra pagamintos iš standžių laminuotų medžiagų ir standžiųjų sąnarių (ty nepakeičiamų jungčių, pagamintų iš poliimido ar nailono), dėl kurių atsiranda apribojimų“, - sako Stefano Mintchev, Šveicarijos „École Polytechnique Fédérale de Lausanne“ (doktorantas) mokslininkas.. „Kietas originalas yra trapus, linkęs į ašarą ir lengvai sugenda, kai susiduria susidūrimo metu“.

Zhi Ern Teoh, nekokybiškas Harvardo apmokytas mechanikos inžinierius, sukūręs savo paties origami įkvėptus mikrorobotus, pasakė: Inversinis jis buvo sužavėtas Lausanne komandos darbu.

„Kadangi pagrindinis sparno laikiklis yra visiškai standus, kai jis pasiekia kliūtį, sparnas gali sulūžti“, - aiškina Teoh. „Tai, ką jie padarė, pritaikydami„ slenkstinę jėgą “- ribą, nuo kurios vyksta perėjimas nuo standžios prie minkštos - manau, kad tai gana svarbi struktūra, kuri turi išlaikyti poveikį.“

Svarbiausia Šveicarijos grupės naujovė yra ištemptas elastingas sluoksnis, panašus į gumos juostą, kuri beviltiškai nori grįžti į formą. Tada šis sluoksnis yra apsuptas ir pritvirtintas prie standesnio, segmentuoto exoskeleto. Tai panaši į vieną iš tų stumdomų medinių lėlių, kurios nyksta ir žlunga, kai atlaisvinate jų viduje esančią eilutę. Poveikio metu drone lenkiasi jos segmentuotose jungtyse su elastiniu sluoksniu. Tada jis grįžta į formą, paruoštą tęsti skrydžius.

Be abejo, statyba taip pat negali būti pernelyg lanksti, ir nustatė, kad subtilus balansas tenka EPFL komandos medžiagų inžinerijos kompetencijai.

„Jei slenkstinė jėga yra per maža“, sako Teohas, „quadcopter negalės pakilti, ar ne? Kadangi momentas, kai įjungiate visą varomąją jėgą, trauka susitraukia struktūrą. “

Galima įsivaizduoti, kas vyksta: propeleriai gali sudužti vienas į kitą; jie galėjo nubrėžti sparnus atskiromis kryptimis, iš esmės piešdami ir nubrėždami droną. Būtų atvira, jausmas. Rasti tinkamą tempimo stiprumą, t. Y. Slenkstį, kuriam pageidautina lenkimas, tyrinėjo panašius vabzdžių sparnų požymius, kaip teigia Mintchev.

„Strategiško standumo ir minkštumo pritaikymo sulankstomose konstrukcijose iššūkis yra įsisavintas vabzdžių“, - sako Mintchevas. „Jų išsivystę origami sparnai susideda iš standžių plytelių, sujungtų per minkštas resilino sąnarius.“

Mintchev ir grupė taip pat mato kitas šio dizaino programas, įskaitant lankstesnius įsilaužimo mechanizmus, kuriuos jie jau sukūrė.

Kai kurie šio dizaino privalumai apima rankeną, kuri būtų mažiau tikėtina, kad sulaužytų kažką trapaus, kurį bando pakelti, ir rankeną, kuri negalėtų pakelti kažko už jos galios (tik rizikuodama ją nuleisti, vėliau).

„Dabartinė robotikos tendencija yra sukurti minkštesnius robotus“, - sakė EPFL intelektinių sistemų laboratorijos direktorius Dario Floreano ir kitas naujojo dokumento bendraautorius, „kuris gali prisitaikyti prie tam tikros funkcijos ir saugiai veikti kartu su žmonėmis. “

Būdamas švelnus, savaip, yra stiprybės ženklas - kažkas, kurį „Terminator“ robotai turėtų atkreipti dėmesį.