Stanford Forscher modifizieren kleinen fliegenden Roboter auf Oberflächen zu verankern und schwere Lasten ziehen

Eine geschlossene Tür ist nur eine von vielen Hindernissen, die kein Hindernis für eine neue Art des Fliegens Pose, Mikro, Zerren Roboter genannt FlyCroTug. Ausgestattet mit erweiterten Greif Technologien und die Fähigkeit, um es schwere Gegenstände zu bewegen und ziehen, zwei FlyCroTugs gemeinsam den Türgriff lasso und die Tür offen wuchten.

in den Labors von Mark Cutkosky entwickelt, der Fletcher Jones Stuhl in der School of Engineering an der Stanford University, und Dario Floreano an der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne in der Schweiz, FlyCroTugs sind Mikroluftfahrzeuge, die die Forscher geändert haben, so dass die Fahrzeuge selbst auf verschiedenen Oberflächen zu verankern können Klebstoffe inspiriert durch die Füße von Geckos und Insekten mit, zuvor entwickelten in Cutkosky Labor.

Mit diesen Befestigungsmechanismen, FlyCroTugs können Objekte ziehen bis zu 40 -fache ihres Gewichts, wie Türgriffe in einem Szenario, oder Kameras und Wasserflaschen in einer Rettungssituation. Ähnliche Fahrzeuge können nur Objekte heben etwa das Doppelte ihres Eigengewicht aerodynamische Kräfte mit.

„Wenn du bist ein kleiner Roboter, die Welt ist voll von großen Hindernissen,“Sagte Matthew Estrada, ein Doktorand an der Stanford und führen Autor eines Papiers auf FlyCroTugs, veröffentlicht Oktober. 25 im Wissenschaft Robotics. „Die Kombination der aerodynamischen Kräfte unserer Luftfahrzeug zusammen mit Wechselwirkungskräften, die wir mit den Befestigungsmechanismen erzeugen führte zu etwas, das sehr beweglich war, sehr kraftvoll und auch micro.“

Die Forscher sagen, die FlyCroTugs geringe Größe bedeutet, dass sie durch eng Räume und ziemlich nah an den Menschen navigieren, sie nützlich für die Suche und Rettung machen. Halte fest an Oberflächen, wie sie zerren, die winzigen Roboter könnten möglicherweise Trümmerstücke bewegen oder eine Kamera positionieren, um einen tückischen Bereich zu bewerten.

Ein Stichwort von der Natur

Wie bei den meisten Projekten im Labor Cutkosky des, die FlyCroTugs wurden von der Natur inspiriert. Hoffnung, ein Luft-Fahrzeug zu haben, die schnell war, kleine und sehr wendig, aber auch in der Lage große Lasten bewegen, die Forscher sich auf Wespen.

„Wespen können schnell zu einem Stück Nahrung fliegen, und dann, wenn die Sache zu schwer mit auszuziehen, sie ziehen es auf dem Boden. So war diese Art von Anfang an Inspiration für den Ansatz, den wir nahmen,“Sagte Cutkosky, wer ist ein Co-Autor des Papiers.

Die Forscher lesen Studien über Wespe Beutefang und Transport, die Identifizierung des Verhältnisses der flugbezogene Muskel Gesamtmasse, der bestimmt, ob eine Wespe mit ihrer Beute fliegt oder zieht es. Sie folgte auch die Führung der Wespe in verschiedene Befestigungsmöglichkeiten mit je nachdem, wo die FlyCroTugs landen.

Für glatte Oberflächen, Die Roboter haben gecko Greifern, nicht klebende Klebstoffe, dass ein Gecko komplizierte Strukturen und toe zuhalten durch die Schaffung intermolekulare Kräfte zwischen dem Klebstoff und der Oberfläche nachahmen. Für raue Oberflächen, Diese Roboter sind ausgestattet mit 32 microspines, eine Reihe von Angelhaken-ähnlichen Metalldornen, die auf kleine Vertiefungen in einer Oberfläche einzeln verriegeln können.

Jede FlyCroTug hat eine Winde mit einem Kabel, und entweder microspines oder Gecko-Kleber, um zu zerren. Abgesehen von diesen festen Funktionen sind sie sonst stark modifizierbar. Die Lage der Greifer kann in Abhängigkeit von der Oberfläche, wo sie variiert Landung werden, und die Forscher können auch Teile für bodengestützte Bewegung hinzufügen, wie Räder. Erst all diese Funktionen auf einen kleinen Luftfahrzeug mit dem doppelten Gewicht eines Golfballes war keine geringe Leistung, nach Ansicht der Forscher.

„Die Leute neigen dazu, von Drohnen als Maschinen zu denken, dass die Welt fliegen und beobachten, aber fliegenden Insekten tun viele andere Dinge - wie Gehen, Kletterei, Greifen, Gebäude – und soziale Insekten können sogar zusammenarbeiten, um ihre Kräfte zu vervielfachen,“, sagte Floreano, Wer war der leitende Autor des Artikels?. „Mit dieser Arbeit, Wir zeigen, dass kleine Drohnen, die in der Lage sind, sich in der Umgebung zu verankern und mit anderen Drohnen zusammenzuarbeiten, Aufgaben ausführen können, die normalerweise humanoiden Robotern oder viel größeren Maschinen zugewiesen werden.“

Mit der Welt interagieren

Drohnen und andere kleine Flugroboter scheinen heutzutage der letzte Schrei zu sein, aber die FlyCroTugs – mit ihrer Fähigkeit, zu entlegenen Orten zu navigieren, Ankern und Ziehen – fallen Sie in eine spezifischere Nische, laut Cutkosky.

„Es gibt weltweit viele Labore, die beginnen, mit kleinen Drohnen oder Luftfahrzeugen zu arbeiten, Aber wenn Sie sich diejenigen ansehen, die auch darüber nachdenken, wie diese kleinen Fahrzeuge physisch mit der Welt interagieren können, es ist ein viel kleineres Set," er sagte.

Mit zwei FlyCroTugs gelingt es den Forschern, eine Tür zu öffnen. Sie hatten auch eine Fliege auf einem bröckelnden Bauwerk und zogen eine Kamera hoch, um einen Blick ins Innere zu werfen. Nächster, sie hoffen auf eine autonome Steuerung und die Logistik des Fliegens mehrere Fahrzeuge auf einmal arbeiten.

„Die Werkzeuge für Fahrzeuge, wie dies zu schaffen werden immer mehr zugänglich,“Sagte Estrada. „Ich bin an der Aussicht begeistert von zunehmend diese Befestigungsmechanismen in der Designer-Gürtel-Tool enthält, ermöglicht Roboter Vorteil von Wechselwirkungskräfte mit ihrer Umwelt zu nehmen und diese zu nützlichen Enden setzen.“

Quelle:

news.stanford.edu, von TAYLOR KUBOTA