นักวิจัยของ Stanford ดัดแปลงหุ่นยนต์บินขนาดเล็กเพื่อยึดบนพื้นผิวและดึงของหนัก

ประตูที่ปิดเป็นเพียงหนึ่งในอุปสรรคมากมายที่ไม่มีอุปสรรคต่อการบินรูปแบบใหม่, ไมโคร, หุ่นยนต์ลากจูงที่เรียกว่า FlyCroTug. ติดตั้งเทคโนโลยีการยึดเกาะขั้นสูงและความสามารถในการเคลื่อนย้ายและดึงวัตถุหนักรอบๆ, FlyCroTugs สองตัวสามารถคล้องมือจับประตูร่วมกันและเปิดประตูได้.

พัฒนาขึ้นในห้องทดลองของ Mark Cutkosky, ประธานเฟลทเชอร์ โจนส์ ในคณะวิศวกรรมศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด, และ Dario Floreano ที่ École Polytechnique Fédérale de Lausanne ในสวิตเซอร์แลนด์, FlyCroTugs เป็นยานพาหนะทางอากาศขนาดเล็กที่นักวิจัยได้ดัดแปลงเพื่อให้ยานพาหนะสามารถยึดตัวเองกับพื้นผิวต่างๆ โดยใช้กาวที่ได้แรงบันดาลใจจากเท้าของตุ๊กแกและแมลง, ได้รับการพัฒนาก่อนหน้านี้ใน ห้องทดลองของ Cutkosky.

ด้วยกลไกการยึดติดเหล่านี้, FlyCroTugs สามารถดึงวัตถุขึ้นไปได้ 40 คูณด้วยน้ำหนักของพวกเขา, เหมือนมือจับประตูในสถานการณ์หนึ่ง, หรือกล้องและขวดน้ำในสถานการณ์กู้ภัย. ยานพาหนะที่คล้ายกันสามารถยกวัตถุได้เพียงประมาณสองเท่าของน้ำหนักของตัวเองโดยใช้แรงทางอากาศพลศาสตร์.

“เมื่อคุณเป็นหุ่นยนต์ตัวเล็ก, โลกเต็มไปด้วยอุปสรรคใหญ่,แมทธิว เอสตราดา กล่าว, นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ Stanford และผู้เขียนบทความเรื่อง FlyCroTugs, เผยแพร่ ต.ค. 25 ใน วิทยาการหุ่นยนต์. “การผสมผสานแรงทางอากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะทางอากาศของเราเข้ากับแรงปฏิสัมพันธ์ที่เราสร้างขึ้นด้วยกลไกการยึดเกาะทำให้เกิดสิ่งที่เคลื่อนที่ได้มาก, มีพลังมากและไมโครเช่นกัน”

นักวิจัยกล่าวว่าขนาดที่เล็กของ FlyCroTugs หมายความว่าพวกมันสามารถเคลื่อนที่ผ่านพื้นที่ที่สะดวกสบายและอยู่ใกล้กับผู้คนได้, ทำให้มีประโยชน์ในการค้นหาและกู้ภัย. จับยึดพื้นผิวให้แน่นขณะลากจูง, หุ่นยนต์ตัวเล็ก ๆ อาจเคลื่อนย้ายเศษซากหรือวางกล้องเพื่อประเมินพื้นที่ที่ทรยศ.

รับคิวจากธรรมชาติ

เช่นเดียวกับโครงการส่วนใหญ่ในห้องทดลองของ Cutkosky, FlyCroTugs ได้รับแรงบันดาลใจจากโลกธรรมชาติ. หวังว่าจะได้ยานบินที่รวดเร็ว, ขนาดเล็กและคล่องตัวสูงแต่ยังสามารถเคลื่อนย้ายสิ่งของขนาดใหญ่ได้, นักวิจัยมองไปที่ตัวต่อ.

“ตัวต่อสามารถบินไปหาอาหารได้อย่างรวดเร็ว, แล้วถ้าของนั้นหนักเกินกว่าจะถอดออกได้, พวกเขาลากมันไปตามพื้น. นี่เป็นแรงบันดาลใจเริ่มต้นสำหรับแนวทางที่เราใช้,"คัทโคสกี้กล่าว, ซึ่งเป็นผู้ร่วมเขียนบทความ.

นักวิจัยอ่านการศึกษาเกี่ยวกับการจับและขนส่งเหยื่อของตัวต่อ, ซึ่งระบุอัตราส่วนของกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับการบินต่อมวลรวมที่กำหนดว่าตัวต่อบินด้วยเหยื่อหรือลากมัน. พวกเขายังทำตามคำสั่งของตัวต่อในการมีตัวเลือกการแนบที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่า FlyCroTugs ลงจอดที่ใด.

สำหรับพื้นผิวเรียบ, หุ่นยนต์ก็มี มือจับตุ๊กแก, กาวที่ไม่เหนียวเหนอะหนะเลียนแบบโครงสร้างนิ้วเท้าที่ซับซ้อนของตุ๊กแกและยึดเกาะโดยการสร้างแรงระหว่างโมเลกุลระหว่างกาวกับพื้นผิว. สำหรับพื้นผิวขรุขระ, หุ่นยนต์เหล่านี้ติดตั้งด้วย 32 ไมโครสไปน์, ชุดของหนามโลหะคล้ายเบ็ดตกปลาที่สามารถยึดติดกับหลุมเล็กๆ บนพื้นผิวได้.

FlyCroTug แต่ละตัวมีกว้านพร้อมสายเคเบิลและไมโครสไพน์หรือกาวตุ๊กแกเพื่อใช้ในการลากจูง. นอกเหนือจากคุณสมบัติคงที่เหล่านั้นแล้ว ยังสามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างมาก. ตำแหน่งของมือจับอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับพื้นผิวที่จะลงจอด, และนักวิจัยยังสามารถเพิ่มชิ้นส่วนสำหรับการเคลื่อนไหวภาคพื้นดินได้อีกด้วย, เช่นล้อ. การนำคุณสมบัติทั้งหมดนี้ไปขึ้นเครื่องบินขนาดเล็กที่มีน้ำหนักเป็นสองเท่าของลูกกอล์ฟไม่ใช่เรื่องเล็กๆ, parser สังเกตวิดีโอคำบรรยาย.

“ผู้คนมักจะคิดว่าโดรนเป็นเครื่องจักรที่บินและสำรวจโลก, แต่แมลงบินยังทำสิ่งอื่นอีกมากมาย เช่น การเดิน, การปีนป่าย, โลภ, อาคาร – และแมลงสังคมสามารถร่วมมือกันเพื่อเพิ่มพลังได้,” ฟลอเรอาโนกล่าว, ซึ่งเป็นผู้เขียนอาวุโสในหนังสือพิมพ์. “ด้วยงานนี้, เราแสดงให้เห็นว่าโดรนขนาดเล็กที่สามารถยึดเกาะกับสิ่งแวดล้อมและทำงานร่วมกับโดรนเพื่อนฝูงสามารถปฏิบัติงานที่ปกติแล้วจะมอบหมายให้กับหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์หรือเครื่องจักรที่ใหญ่กว่ามาก”

มีปฏิสัมพันธ์กับโลก

โดรนและหุ่นยนต์บินได้ขนาดเล็กอื่นๆ อาจดูเหมือนกำลังเป็นที่นิยมในทุกวันนี้ แต่เป็น FlyCroTugs ที่มีความสามารถในการนำทางไปยังสถานที่ห่างไกล, ยึดเหนี่ยวและดึง - ตกอยู่ในกลุ่มเฉพาะเจาะจงมากขึ้น, ตามคำกล่าวของ Cutkosky.

“มีห้องปฏิบัติการหลายแห่งทั่วโลกที่เริ่มทำงานกับโดรนขนาดเล็กหรือยานพาหนะทางอากาศ, แต่ถ้าคุณลองดูคนที่กำลังคิดว่ายานพาหนะเล็กๆ เหล่านี้สามารถโต้ตอบทางกายภาพกับโลกได้อย่างไร, มันเป็นชุดที่เล็กกว่ามาก," เขาพูดว่า.

นักวิจัยสามารถเปิดประตูด้วย FlyCroTugs สองตัวได้สำเร็จ. พวกมันยังมีแมลงวันตัวหนึ่งอยู่บนยอดโครงสร้างที่พังทลายและหยิบกล้องขึ้นมาเพื่อดูข้างใน. Microsoft Azure Security Technologies, พวกเขาหวังว่าจะทำงานเกี่ยวกับการควบคุมอัตโนมัติและการขนส่งยานพาหนะหลายคันในคราวเดียว.

“เครื่องมือในการสร้างยานพาหนะประเภทนี้กำลังเข้าถึงได้ง่ายขึ้น," เอสตราดา กล่าว. “ฉันรู้สึกตื่นเต้นที่มีโอกาสนำกลไกการยึดติดเหล่านี้เข้ากับเข็มขัดเครื่องมือของนักออกแบบเพิ่มมากขึ้น, ช่วยให้หุ่นยนต์สามารถใช้ประโยชน์จากแรงปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมและนำสิ่งเหล่านี้ไปสู่จุดสิ้นสุดที่เป็นประโยชน์”

แหล่งที่มา:

news.stanford.edu, โดย เทย์เลอร์ คูโบต้า