새로 개발된 곤충 크기의 충돌에 강한 드론

이전의 여러 시도 이후에, 매사추세츠 공과대학교(MIT)의 연구자들은 작은 크기의 비행 로봇에 곤충의 민첩성을 구현하는 데 성공했습니다. 많은 로봇 기술의 경우와 마찬가지로, 팀은 자연에서 영감을 얻었습니다. 곤충은 비행 중에 매우 민첩하고 충돌에 강하며, 바람의 돌풍과 장애물과 같은 변경되는 조건을 효율적으로 탐색할 수 있습니다.

케빈 유펑 첸(Kevin Yufeng Chen) 교수는 이 시스템을 구축했습니다. 그는 전기공학 및 컴퓨터 과학부와 전자 연구소의 회원입니다.

이 연구는 IEEE Transactions on Robotics 저널에 발표되었습니다. 공동 저자로는 Zhiijian, MIT 박사 과정 학생; Siyi Xu, 하버드 대학교 박사 과정 학생; 및 Pakpong Chiraattananon, 홍콩 시티 대학교의 로봇공학자 등이 있습니다.

소프트 액추에이터로 구동되는 공중 로봇

공중 로봇은 실제 비행에서 다양한 물리적 도전에 대처할 수 있는 새로운 유형의 소프트 액추에이터에 의존합니다. 첸에 따르면, 로봇은 궁극적으로 작물에 пы를 주거나狭い 공간의 기계를 검사하는 데 인간이 사용할 수 있을 것입니다.

현재의 드론은 충돌을 처리할 수 없기 때문에 개방형 공간이 필요합니다.

“대부분의 드론은 khá lớn합니다,” 첸은 말합니다. “대부분의 응용 프로그램은 실외에서 비행하는 것을 포함합니다. 질문은, 매우 복잡하고杂乱한 공간에서 움직일 수 있는 곤충 크기의 로봇을 만들 수 있는가?”

첸에 따르면, “작은 공중 로봇을 구축하는 것은 매우 어려운 도전입니다.”

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다운스케일링된 모터의 대안

더 큰 크기의 드론의 주요 제한은 모터가 다운스케일링될 때 효율이 떨어지기 때문에, 첸은 대안이 필요하다고 말합니다.

지금까지의 주요 대안은 피에조전기 세라믹 재료로 만든 작은剛性 액추에이터입니다. 이러한 재료는 최초의 작은 비행 로봇을 위한 것이었습니다. 그러나 이러한 재료는 취약하여 로봇이 충돌을 견딜 수 없습니다.

첸은 더 신뢰할 수 있는 작은 로봇을 개발하기 위해 소프트 액추에이터를 사용했습니다. 이러한 액추에이터는 얇은 고무 실린더로 구성되어 있으며, 탄소 나노튜브로 코팅되어 있습니다. 생성된 전기적 힘으로 인한 반복적인 신장과 수축을 통해, 드론의 날개는 빠르게 비틀 수 있습니다.

새로운 액추에이터는 500회/초의 속도로 날개가 비틀 수 있습니다. 이는 곤충과 유사합니다.

“비행 중에 충돌해도 회복할 수 있습니다,” 첸은 말합니다. “공중에서 소모사트와 같은 공격적인 동작도 할 수 있습니다.”

곤충과 같은 드론의 무게는 0.6그램으로, 큰 나방과 거의 동일합니다.

“곤충이 어떻게 비행하는지 배우고 싶다면, 축소된 로봇 모델을 구축하는 것이 매우 교육적입니다,” 첸은 말합니다. “몇 가지를 방해하고 그것이 운동학이나 유체력에 어떻게 영향을 미치는지 보는 것이 가능합니다.那样하면 그들이 어떻게 비행하는지 이해할 수 있습니다.”

첸은 로봇이 농업과 같은 다양한 산업에서 사용될 수 있을 것으로 기대합니다. 잠재적인 응용 분야에는 작물 관리와 탐색-구조 임무가 포함됩니다.

“모두가 기존的大規模 로봇에 대해 매우 어려운 일입니다,” 첸은 말합니다.