BionicFlyingFox je leteći robot jedinstvenih karakteristika. Značajke dizajna robota Bata

Nedavno smo razgovarali o takvom čudu tehnologije kao što je bespilotna letjelica prilagođena za čišćenje leda s propelera vjetroturbina koje proizvode električnu energiju. Stroj s 36 propelera sposoban je podići do 200 kg tereta i obavljati složene poslove s lakoćom akrobate na velikim visinama.

Evo kako se to događa:

Ali ova letjelica ima jednu ozbiljnu manu, isključite struju i past će kao kamen. Što učiniti da se to ne dogodi? Na ovo pitanje odgovaraju znanstvenici, programeri i inženjeri koji su napravili umjetnog koji točno ponavlja oblik i motoričke sposobnosti pravog šišmiša.

Tko drugi nego priroda zna kako se najbolje prilagoditi okruženje? Milijuni godina evolucije nisu bili uzaludni. Uzmimo za primjer istu palicu. Ovo chiropteransko biće počelo je koristiti radare za prepoznavanje prepreka mnogo ranije od Tesle; vidi savršeno u mraku, stotine puta bolje od najsofisticiranijih modernih automobila, što je dokazao nedavni tragični incident koji se dogodio s automobilom Volvo opremljenim autopilot iz Ubera. Automobil je udario čovjeka, ali palica nije.

Ova zanimljiva stvorenja također mogu letjeti u ograničenim prostorima, brzo manevrirati i spavati naglavačke.

I zašto ljudi ne pokušaju kopirati ono što je priroda već napravila? Sve je već spremno.

S tehničkog gledišta, za moderno inženjerstvo nema ništa posebno teško u proizvodnji bioničke letjelice. Službeno nazvan "Bionic Flying Fox", robot je izgrađen oko laganog, praktički bestežinskog okvira, okviri su prekriveni jedinstvenom membranom za krila s 40 tisuća točaka pričvršćivanja koje čine umjetnu "kožu" laganom i snažnom u isto vrijeme . Baterije, pogon zupčanika i elektronički "mozgovi" umetnuti su u plastično tijelo, koje ima analogiju strojnog učenja i sposobno je izdavati naredbe za poluautonomni let.

Malo je vjerojatno da će ovaj robot ikada ugledati svjetlo dana za komercijalnu upotrebu, ali jest u trenutku. Sa samo nekoliko jednostavnih materijala moguće je sagraditi složenu letjelicu koja uspješno oponaša graciozne pokrete živog bića.

Sposobnost šišmiša da lete u gotovo mrklom mraku, izvodeći složene manevre, iznenađivala je i zbunjivala znanstvenike stotinama godina. Tek relativno nedavno stručnjaci su shvatili kako se šišmiš može kretati u prostoru bez pomoći vidnih organa. Međutim, stručnjaci nisu zadivljeni samo navigacijskim sposobnostima ovih životinja, već i njihovim letačkim vještinama.

Miš leti tiho, brzo i može gotovo trenutno promijeniti smjer kretanja. Kada bi ovako nešto mogao stvoriti čovjek, dalo bi puno znanosti i tehnologiji. Inženjeri i znanstvenici dugo su proučavali mehaniku leta ovih životinja, pokušavajući ponovno stvoriti mehanizam leta miša. Neki ljudi uspiju.

Nedavno su znanstvenici iz Caltecha predstavili svog robota Bat Bot (B2), opremljenog mekim kompozitnim krilima s membranama između okvira. Caltechovi partneri u projektu bili su tim stručnjaka sa Sveučilišta Illinois u Urbana-Champaignu (UIUC, Sveučilište Illinois u Urbana-Champaignu). "Dizajn ovog robota pomoći će nam da izgradimo učinkovitije i sigurnije dronove, a također će nam pomoći da shvatimo kako šišmiši lete", rekao je Soon-Jo Chung, jedan od suradnika na projektu.

Chung, koji se pridružio timu Caltecha, razvio je robotsku palicu sa svojim bivšim istraživačkim savjetnikom Alirezom Ramezanijem i Sethom Hutchinsonom, profesorom na Sveučilištu Illinois u Urbana-Champaignu.

Robot je težak samo 93 grama. Izvana podsjeća na šišmiša, na čiju je sliku i priliku dizajniran. Raspon krila je samo 30 centimetara. Tijekom leta sustav može mijenjati oblik krila sklapanjem ili rasklapanjem "prstiju", mijenjajući oblik i položaj zapešća, nogu i ramena. Stručnjaci smatraju da je šišmiš jedna od najsloženije (ako ne i naj) složenije organiziranih životinja sposobnih za let. Krila šišmiša mogu mijenjati oblik, a mehanizam leta uključuje korištenje nekoliko vrsta zglobova koji mogu fiksirati kosti i mišiće ili, obrnuto, povećati količinu slobode kostiju koje čine krilo.

Princip leta šišmiša bitno se razlikuje od principa leta ptica. Glavna značajka leži u fleksibilnosti i gipkosti krila šišmiša. Snažno savijanje krila tijekom njegovog zamaha osigurava mnogo veći uzgon i smanjuje troškove energije u usporedbi s pticama. Tijekom leta, kako se krilo pomiče prema dolje, na njegovom prednjem rubu stvara se zračni vrtlog koji, prema znanstvenicima, osigurava do 40% uzgona krila. Protok zraka počinje na prednjem rubu krila, zatim ga obilazi i ponovno se vraća tijekom kretanja krila prema gore. Sve je to postalo moguće zahvaljujući fleksibilnosti krila, budući da njegov zavoj omogućuje zadržavanje turbulencije blizu površine krila.

Kako bi robot mogao letjeti, programeri su stvorili složen hardverski i softverski sustav. Podaci o okolišu koje dron prikupi tijekom leta obrađuju se u stvarnom vremenu. Kontrolni softver prima te podatke i koordinira rad drona. Sve to radi autonomno, bez sudjelovanja operatera

Mišićno-koštani sustav krila šišmiša može izvesti više od 40 pokreta u različitim smjerovima. “Rezultat našeg rada je jedan od najnaprednijih dizajna robotskih krila do sada s morfologijom šišmiša, a ovaj robot može letjeti autonomno”, rekao je Ramezani. Naravno, ovaj robot je još prilično daleko od pravog šišmiša, koji može prestići insekta u zraku, letjeti oko njega, zgrabiti ga i pojesti. Takva manevarska sposobnost je stvar budućnosti, iako prilično blizu.

Doista, krila robota mogu mijenjati oblik na isti način kao što to čine vlasnici "prototipova". Izrada krila ove vrste je prilično teška, morate dobro razumjeti anatomske značajke strukture mišićno-koštanog sustava šišmiša. Kao alternativni materijal za kožu, inženjeri su stvorili film debljine samo 56 mikrona, na bazi silikona. Taj se materijal može rastezati i skupljati gotovo jednako dobro kao koža koja prekriva krila šišmiša.

Prema programerima, leteći robotski šišmiši mogli bi biti mnogo energetski učinkovitiji od običnih. zrakoplov. Roboti ove vrste mogu se koristiti kao alternativa dronovima. Štoviše, za razliku od većine dronova, umjetni šišmiši moći će brže mijenjati smjer leta. Osim toga, neće biti toliko opasni za ljude (u smislu mogućnosti ozljeda) kao isti helikopteri.

Nekoliko ljudi trenutno razvija bio-nadahnute uređaje (robotske mrave, leptire, ptice). velike tvrtke, tu spada njemačka tvrtka Festo, čije je glavno područje djelovanja industrijska automatizacija.

Najnovije postignuće njemačkih inženjera u tom smjeru je kontrolirani robot BionicFlyingFox. Za razliku od drugih modela, ponavlja strukturu tijela voćnog šišmiša - najveće podvrste šišmiša. Prema programerima, uređaj pripada kategoriji "ultra-laganih letećih uređaja s inteligentnom kinematikom", što mu daje dosad nedostižne mogućnosti.

Koje karakteristike ima leteći robot?

Predstavnici tvrtke podigli su veo tajne objavljujući glavne parametre novog proizvoda:

• raspon krila – 228 cm;
• duljina – 87 cm;
• težina - 580 grama.

Kako bi šišmiš bio tako lagan, membrana krila izrađena je od tanke tkanine, koja je s obje strane prekrivena s dva sloja hermetičke folije.

Značajke dizajna robota Bat

Osim materijala membrane, vrijedi obratiti pozornost na samo krilo: sastoji se od dvije međusobno povezane ravnine. Svaki avion ima svoje motore i upravljačku petlju. Pokretačka snaga je glavni istosmjerni motor. Glavni motor i pomoćni motori napajaju se energijom pomoću ugrađenog napajanja, što jedinici daje potpunu autonomiju.

Upravljanje se provodi pomoću zemaljske kontrolne stanice, koja putem ugrađenih kamera može pratiti djelovanje postrojbe u zraku. Kako bi pojednostavili radni proces, programeri su uveli sustav umjetne inteligencije i samoučenja. Ova vam funkcija omogućuje poboljšanje tehnike izvođenja zračnih manevara. U budućnosti će ova tehnika biti dovedena do savršenstva, a robotske životinje više neće biti inferiorne u svojim sposobnostima u odnosu na žive prototipove.