Ingineri se uită la natură pentru a crea un robot similar cu un pasăre

Inginerii Mark Cutkosky și David Lentink, care au lucrat în laboratoarele Universității Stanford înainte de a se muta la Universitatea din Groningen, Țările de Jos, au dezvoltat un robot similar cu o pasăre care poate să se așeze și să transporte obiecte.

William Roderick, doctorand, a fost student în ambele laboratoare.

“Nu este ușor să imiti cum zboară păsările și cum se așează”, a spus Roderick. “După milioane de ani de evoluție, ele fac decolarea și aterizarea să pară atât de ușoară, chiar și în mijlocul complexității și variabilității ramurilor copacilor pe care le-ați găsi într-o pădure.”

Cercetătorii au studiat roboți inspirați de animale și roboți aeriene inspirați de păsări de-a lungul anilor, ceea ce a condus la dezvoltarea noului robot care se poate așeza.

Robotul a fost prezentat într-o lucrare publicată pe 1 decembrie în Science Robotics.

Dispozitivul se numește “stereotip de natură inspirat de aer și de apucare”, sau SNAG. Când este atașat la un dronă cu patru elice, rezultatul este un robot care poate zbura, să se așeze pe diferite suprafețe și să prindă și să transporte obiecte. Cercetătorii au folosit robotul pentru a compara diferite tipuri de aranjamente ale degetelor păsărilor și pentru a măsura microclimatul în pădurea din Oregon.

https://www.youtube.com/watch?v=JEKttzocgwU

Studii anterioare cu păsări mici

Echipa a efectuat studii anterioare cu păsări mici, care sunt a doua cea mai mică specie de păsări. Păsările au fost înregistrate de camere cu viteză mare în timp ce zburau înapoi și înainte între suporturi speciale, care erau reprezentate în diferite dimensiuni și materiale. Aceste suporturi conțineau senzori care capturau forțele fizice asociate cu păsările în timp ce decolau, aterizau și se așezau.

Roderick este autorul principal al lucrării.

“Ce ne-a surprins a fost că au efectuat aceleași manevre aeriene, indiferent de suprafețele pe care aterizau”, a spus Roderick. “Au lăsat picioarele să gestioneze variabilitatea și complexitatea texturii suprafeței în sine.” Acest comportament stereotipic observat la fiecare aterizare a unei păsări este motivul pentru care “S” din SNAG înseamnă “stereotip”.

Structura SNAG

SNAG este similar cu păsările mici în ceea ce privește modul în care se așează. Cu toate acestea, datorită dimensiunii dronelor cu patru elice, SNAG se bazează pe picioarele unui șoim peregrin. În loc de oase, are o structură imprimată 3D și are motoare și sârmă de pescuit ca mușchi și tendoane.

Fiecare picior al robotului are un motor care îl mișcă înapoi și înainte, precum și unul suplimentar pentru apucare. Un mecanism din piciorul robotului ajută la absorbția energiei de impact la aterizare, care este apoi convertită pasiv în forță de apucare. Acest lucru ajută la crearea unei apucări puternice și rapide care poate fi declanșată în cel mult 20 de milisecunde. Gleznă robotului se blochează odată ce se înfășoară în jurul unei ramuri, iar un accelerator situat pe piciorul drept raportează atunci când a aterizat, declanșând un algoritm de echilibrare pentru stabilizare.

Apllicații potențiale

Există multe aplicații potențiale pentru un robot ca SNAG, cum ar fi misiunile de căutare și salvare și monitorizarea incendiilor de pădure. De asemenea, poate fi atașat la tehnologii diferite de dronă și plasat lângă păsări pentru a obține informații despre biologia aviară.

Conform lui Roderick, una dintre cele mai promițătoare și mai interesante aplicații potențiale este cercetarea mediului. Echipa a atașat un senzor de temperatură și umiditate la robot înainte de a-l folosi pentru a înregistra microclimatul din Oregon.

“Parte a motivației subiacente a acestui proiect a fost să creăm unelte pe care le putem folosi pentru a studia lumea naturală”, a spus Roderick. “Dacă am putea avea un robot care să poată acționa ca o pasăre, asta ar putea debloca modalități complet noi de studiere a mediului.”

Noul robot SNAG va juca, fără îndoială, un rol important în îmbunătățirea cercetării noastre asupra mediului, oferind noi perspective care au fost anterior inaccesibile.