Albinute Robotice: Cercetătorii Dezvoltă Un Robot Zburător Cu Zbor Omnidirecțional

Într-o premieră mondială, cercetătorii de la Universitatea de Stat din Washington (WSU) au proiectat o albină robotică, numită Bee++, capabilă de zbor stabil în toate direcțiile, inclusiv mișcarea complexă de răsucire cunoscută sub numele de yaw. Acest progres fascinant în domeniul roboticii, permis de o combinație de design inovator și algoritmi de control complexi, are o multitudine de aplicații potențiale, de la polenizarea artificială la monitorizarea mediului și eforturile de căutare și salvare.

Prototipul Bee++, construit cu patru aripi din fibră de carbon și mylar și patru actuatori ușori, fiecare controlând o aripă, reprezintă o avansare semnificativă în robotica. Este primul de acest fel care realizează cele șase grade de mișcare liberă observate la insectele zburătoare. Echipa condusă de Néstor O. Pérez-Arancibia, profesor asociat Flaherty la Școala de Inginerie Mecanică și Materiale a WSU, și-a publicat cercetarea în IEEE Transactions on Robotics și a prezentat rezultatele la Conferința Internațională IEEE despre Robotica și Automatizare.

“Cercetătorii au încercat să dezvolte insecte zburătoare artificiale de peste 30 de ani”, a spus Pérez-Arancibia. Crearea acestor roboți mici necesită nu numai un design unic, ci și dezvoltarea de controlori avansați care imită funcționarea creierului unui insect. “Este o combinație de design robotic și control”, a adăugat el, subliniind importanța creării unui ‘creier artificial’ pentru acești roboți mici.

Depășirea Mai Multor Limitări

Prima creație a echipei WSU a fost o albină robotică cu două aripi. Cu toate acestea, mișcările sale erau limitate. Pentru a depăși această limitare, Pérez-Arancibia și studenții săi doctoranzi au construit un robot cu patru aripi, suficient de ușor pentru a decola în 2019. Robotul putea executa manevre complexe, înclinând și rulând, prin bătăile aripilor în modele variate.

Incorporarea controlului yaw, cu toate acestea, a prezentat o provocare semnificativă. “Dacă nu poți controla yaw, ești foarte limitat”, a spus Pérez-Arancibia, explicând că fără acest control, roboții se învârt în afara controlului, pierd focusul și se prăbușesc. El a subliniat că toate gradele de mișcare sunt critic importante pentru manevre evazive sau urmărirea obiectelor.

Luând inspirație de la insecte, echipa a introdus un design în care aripile se mișcă într-un plan înclinat. De asemenea, au mărit frecvența bătăilor aripilor de la 100 la 160 de ori pe secundă. “Parte a soluției a fost designul fizic al robotului, și am inventat, de asemenea, un nou design pentru controlor — creierul care spune robotului ce să facă”, a adăugat el.

La 95 de miligrame, cu o anvergură a aripilor de 33 de milimetri, Bee++ este mai mare decât albinele reale și, în prezent, este capabil doar de zbor autonom pentru aproximativ cinci minute la un moment dat. Cu toate acestea, aceste limitări nu au descurajat spiritul echipei. Ei lucrează la dezvoltarea altor tipuri de roboți insectoizi, inclusiv târâitori și stridii de apă.

Dezvoltarea Bee++, o încarnare a valorii biomimetriei și inovației, a fost sprijinită de diverse organizații, inclusiv Fundația Națională pentru Știință, DARPA, Fundația WSU și Clubul Palouse prin programul Cougar Cage al WSU. Cu această lucrare pionieră, viitorul roboticii arată promițător, plin de promisiunea unor dezvoltări și mai revoluționare.