Stanford onderzoekers modificeren kleine vliegende robots te verankeren op oppervlakken en trek zware lasten

Een gesloten deur is slechts een van de vele obstakels die geen belemmering vormt voor een nieuw type van het vliegen, micro, trekken robot genoemd FlyCroTug. Uitgerust met geavanceerde aangrijpende technologieën en het vermogen om zware voorwerpen rond het te verplaatsen en trek, twee FlyCroTugs kunnen samen lasso de deurgreep en heave de open.

Ontwikkeld in de laboratoria van Mark Cutkosky, de Fletcher Jones Chair in de School of Engineering aan de Stanford University, en Dario Floreano aan de Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne in Zwitserland, FlyCroTugs micro luchtvaartuigen die de onderzoekers hebben gewijzigd, zodat de voertuigen zelf kan verankeren aan diverse oppervlakken met lijm geïnspireerd op de voet gekko en insecten, eerder ontwikkelde in Cutkosky het lab.

Met deze mechanismen attachment, FlyCroTugs kunt objecten trekken tot 40 maal hun eigen gewicht, zoals deurgrepen in één scenario, of camera's en flessen water in een reddingssituatie. Vergelijkbare voertuigen kunnen alleen objecten tillen ongeveer twee keer hun eigen gewicht met behulp van aërodynamische krachten.

“Als je een kleine robot, de wereld is vol van grote obstakels,”Zei Matthew Estrada, een afgestudeerde student aan de Stanford en eerste auteur van een paper over FlyCroTugs, gepubliceerd oktober. 25 in Science Robotics. “De combinatie van de aërodynamische krachten van onze luchtvoertuig samen met interactie krachten die we genereren met de hechtmechanieken resulteerde in iets dat zeer mobiel was, zeer krachtig en micro ook.”

De onderzoekers zeggen dat de FlyCroTugs’ kleine formaat betekent dat ze door middel van een nauwsluitende ruimten kunnen navigeren en vrij dicht bij de mensen, waardoor ze nuttig zijn voor zoek- en reddingsacties. Bedrijf stevig op oppervlakken mocht trekken, de kleine robots zou kunnen bewegen brokstukken of positioneren van een camera op een verraderlijk gebied te evalueren.

Het nemen van een cue uit de natuur

Zoals bij de meeste projecten in Cutkosky het lab, de FlyCroTugs werden geïnspireerd door de natuurlijke wereld. In de hoop om een ​​lucht voertuig dat snel was hebben, kleine en zeer wendbaar, maar ook in staat om grote ladingen te verplaatsen, de onderzoekers gekeken naar wespen.

“Wespen kan snel vliegen naar een stuk van voedsel, en dan als het ding is te zwaar om op te stijgen met, zij sleep het over de grond. Dus was dit soort van het begin inspiratie voor de aanpak die we namen,”Zei Cutkosky, die is een co-auteur van het papier.

De onderzoekers lezen studies over wesp prooi vangst en het transport, waarbij de verhouding van vluchtgerelateerde spier totale massa die bepaalt of een wesp vliegt met zijn prooi of sleept identificeren. Zij volgden ook de leiding van de wesp in het hebben verschillende opties voor bijlagen, afhankelijk van waar de FlyCroTugs land.

Voor gladde oppervlakken, de robots gecko grijpers, niet kleverige kleefstoffen die een gekko teen ingewikkelde structuren nabootsen en vasthouden door het creëren intermoleculaire krachten tussen het hechtmiddel en het oppervlak. Voor ruwe oppervlakken, Deze robots zijn voorzien 32 microspines, een reeks vishaak metaalplaat stekels die afzonderlijk kunnen haken op putjes in een oppervlak.

Elke FlyCroTug een lier met een kabel en ofwel microspines of gecko hechtmiddel teneinde trekken. Buiten deze vaste functies zijn ze anders zeer aanpasbaar. De locatie van de grijpers kan variëren afhankelijk van het oppervlak waar ze landing zal zijn, en de onderzoekers kunnen ook onderdelen toe te voegen voor de grond beweging, zoals wielen. Het krijgen van al deze functies op een kleine lucht voertuig met twee keer het gewicht van een golfbal was geen geringe prestatie, volgens de onderzoekers.

“Mensen hebben de neiging te denken van drones als machines die vliegen en de wereld te observeren, maar vliegende insecten vele andere dingen - zoals wandelen, beklimming, inhalig, gebouw - en sociale insecten kunnen zelfs samenwerken om de krachten te vermenigvuldigen,”Zei Floreano, die was senior auteur op het papier. “Met dit werk, laten we zien dat kleine drones in staat zijn verankering aan het milieu en samenwerken met collega-drones kan taken meestal toegewezen aan humanoïde robots of veel grotere machines uit te voeren.”

Interactie met de wereld

Drones en andere kleine vliegende robots lijkt misschien al de woede van deze dagen, maar het FlyCroTugs - met hun vermogen om te navigeren naar afgelegen locaties, anker en trek - vallen in een meer specifieke niche, volgens Cutkosky.

“Er zijn veel laboratoria over de hele wereld die beginnen te werken met kleine drones of luchtvoertuigen, maar als je kijkt naar degenen die ook nadenken over hoe deze kleine voertuigen fysiek met de wereld kunnen communiceren, het is een veel kleinere set," hij zei.

Met twee FlyCroTugs kunnen de onderzoekers succesvol een deur openen. Ze hadden ook een vlieg bovenop een afbrokkelend bouwwerk en haalden een camera omhoog om naar binnen te kijken. volgende, ze hopen te werken aan autonome controle en de logistiek van het vliegen met meerdere voertuigen tegelijk.

“De tools waarmee voertuigen zoals deze te maken worden steeds toegankelijker,”Zei Estrada. “Ik ben opgewonden bij het vooruitzicht van steeds het opnemen van deze mechanismen bijlage in de ontwerper gereedschapsgordel, waardoor robots te profiteren van interactie krachten nemen met hun omgeving en zet deze om nuttige doeleinden.”

Bron:

news.stanford.edu, door TAYLOR KUBOTA