Naukowcy ze Stanford modyfikują małe latające roboty, aby zakotwiczały się na powierzchniach i ciągnęły ciężkie ładunki

Zamknięte drzwi to tylko jedna z wielu przeszkód, które nie stanowią bariery dla nowego typu latania, mikro, robot ciągnący o nazwie FlyCroTug. Wyposażony w zaawansowane technologie chwytania oraz możliwość przenoszenia i ciągnięcia wokół siebie ciężkich przedmiotów, dwa FlyCroTugi mogą wspólnie uchwycić klamkę i otworzyć drzwi.

Opracowany w laboratoriach Marka Cutkosky'ego, katedra Fletchera Jonesa w Szkole Inżynierii na Uniwersytecie Stanforda, i Dario Floreano w École Polytechnique Fédérale de Lausanne w Szwajcarii, FlyCroTug to mikropojazdy powietrzne, które naukowcy zmodyfikowali tak, aby pojazdy mogły przyczepiać się do różnych powierzchni za pomocą klejów inspirowanych stopami gekonów i owadów, opracowany wcześniej w Laboratorium Cutkosky’ego.

Z tymi mechanizmami mocowania, FlyCroTugs mogą ciągnąć przedmioty do wysokości 40 razy ich waga, jak klamki do drzwi w jednym scenariuszu, lub kamery i butelki z wodą w sytuacji ratunkowej. Podobne pojazdy mogą podnosić przedmioty jedynie o wadze około dwukrotnie większej niż ich masa, wykorzystując siły aerodynamiczne.

„Kiedy jesteś małym robotem, świat jest pełen dużych przeszkód,– powiedział Mateusz Estrada, absolwent Uniwersytetu Stanforda i główny autor artykułu na temat FlyCroTugs, opublikowano w październiku. 25 w Nauka Robotyka. „Połączenie sił aerodynamicznych naszego statku powietrznego z siłami interakcji generowanymi przez mechanizmy mocujące zaowocowało czymś, co było bardzo mobilne, bardzo mocny i mikro.”

Naukowcy twierdzą, że niewielki rozmiar FlyCroTugów oznacza, że ​​mogą one poruszać się w przytulnych przestrzeniach i dość blisko ludzi, dzięki czemu są przydatne w poszukiwaniach i ratownictwie. Trzymaj się mocno powierzchni, gdy szarpią, maleńkie roboty mogłyby potencjalnie przenosić kawałki gruzu lub ustawiać kamerę w celu oceny zdradzieckiego obszaru.

Czerpanie inspiracji z natury

Jak w przypadku większości projektów w laboratorium Cutkosky’ego, FlyCroTugs zostały zainspirowane światem przyrody. Mam nadzieję, że będę miał szybki pojazd powietrzny, mały i bardzo zwrotny, ale może również przenosić duże ładunki, badacze zajrzeli do os.

„Osy potrafią szybko polecieć do kawałka jedzenia, a następnie, jeśli rzecz jest zbyt ciężka, aby ją zabrać, ciągną go po ziemi. To było w pewnym sensie początkowa inspiracja dla podejścia, które przyjęliśmy,– powiedział Cutkosky, który jest współautorem artykułu.

Naukowcy przeczytali badania dotyczące chwytania i transportu ofiar os, które określają stosunek mięśni związanych z lotem do masy całkowitej, który określa, czy osa leci ze swoją ofiarą, czy ją ciągnie. Poszli także za przykładem osy, oferując różne opcje mocowania w zależności od tego, gdzie wylądują FlyCroTugs.

Do gładkich powierzchni, roboty mają chwytaki gekonów, nieklejące kleje, które naśladują skomplikowaną strukturę palców gekona i trzymają się, tworząc siły międzycząsteczkowe pomiędzy klejem a powierzchnią. Do szorstkich powierzchni, te roboty są wyposażone 32 mikrokolce, seria metalowych kolców przypominających haczyki na ryby, które można indywidualnie zaczepić o małe wgłębienia w powierzchni.

Każdy FlyCroTug posiada wyciągarkę z liną i mikrokolcami lub klejem do gekona do holowania. Poza tymi stałymi funkcjami można je w dużym stopniu modyfikować. Położenie chwytaków może się różnić w zależności od powierzchni, na której będą lądować, a badacze mogą także dodawać części do ruchu naziemnego, takie jak koła. Umieszczenie wszystkich tych funkcji w małym pojeździe powietrznym o masie dwukrotnie większej niż piłka golfowa było niemałym wyczynem, według badaczy.

„Ludzie mają tendencję do myślenia o dronach jako o maszynach, które latają i obserwują świat, ale latające owady robią wiele innych rzeczy – na przykład chodzą, wspinaczka, chwytający, budowanie – a owady społeczne mogą nawet współpracować, aby pomnożyć siły,– powiedział Floreano, który był starszym autorem artykułu. „Dzięki tej pracy, pokazujemy, że małe drony zdolne do zakotwiczenia się w środowisku i współpracy z innymi dronami mogą wykonywać zadania zwykle przypisywane robotom humanoidalnym lub znacznie większym maszynom”.

Interakcja ze światem

Drony i inne małe latające roboty mogą wydawać się obecnie modne, ale FlyCroTug – z możliwością nawigacji do odległych lokalizacji, zakotwicz i pociągnij – wpadnij w bardziej specyficzną niszę, zdaniem Cutkosky’ego.

„Na świecie jest wiele laboratoriów, które zaczynają pracować z małymi dronami lub pojazdami powietrznymi, ale jeśli spojrzysz na tych, którzy również myślą o tym, jak te małe pojazdy mogą fizycznie oddziaływać na świat, to znacznie mniejszy zestaw,zwiększenie konsumpcji produktów o ponad.

Badacze mogą z powodzeniem otworzyć drzwi za pomocą dwóch FlyCroTugów. Mieli także jedną muchę na szczycie rozpadającej się konstrukcji i wyciągnęli kamerę, aby zajrzeć do środka. Następny, mają nadzieję pracować nad autonomicznym sterowaniem i logistyką latania kilkoma pojazdami jednocześnie.

„Narzędzia do tworzenia takich pojazdów stają się coraz bardziej dostępne,– powiedział Estrada. „Jestem podekscytowany perspektywą coraz szerszego włączania tych mechanizmów mocowania do paska narzędzi projektanta, umożliwienie robotom wykorzystania sił interakcji z otoczeniem i wykorzystania ich do użytecznych celów”.

Źródło:

Dainis ukończyła rozprawę doktorską i obronę w genetyce, autorstwa TAYLORA KUBOTY