Yeni Geliştirilen Böcek Büyüklüğünde İnsansız Hava Araçları Çarpışmalara Karşı Dayanıklı

Önceki birçok girişimin ardından, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) araştırmacıları, küçük boyutlu uçan robotlara böcek çevikliği uygulamayı başardılar. Çoğu robotik teknoloji örneğinde olduğu gibi, ekip doğadan ilham aldı. Böcekler, uçuş sırasında çok akrobatik ve çarpışmalara karşı son derece dayanıklıdır ve rüzgar gustları ve engeller gibi değişen koşulları verimli bir şekilde gezinebilirler.

Sistemi inşa eden Profesör Kevin Yufeng Chen, Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimi Bölümü ve Elektronik Araştırma Laboratuvarı üyesidir.

Araştırma, IEEE Transactions on Robotics dergisinde yayımlandı. Eş yazarlar arasında Zhiijian, MIT doktora öğrencisi; Siyi Xu, Harvard Üniversitesi doktora öğrencisi ve Pakpong Chiraattananon, Hong Kong Şehir Üniversitesi robotikçisi yer aldı.

Hava Robotları Yumuşak Aktüatörle Çalışıyor

Hava robotları, gerçek dünya uçuşunda çeşitli fiziksel zorlukları aşmalarını sağlayan yeni bir yumuşak aktüatör sınıfına dayanır. Chen’e göre, robotlar sonunda insanların mahsulü döllemek veya küçük alanlardaki makineyi incelemek için kullanabileceği bir araç olabilir.

Mevcut insansız hava araçları, çarpışmalarla başa çıkamadıkları için açık alanlar gerektirir.

“Bugün çoğu insansız hava aracını incelediğimizde, genellikle oldukça büyük olduklarını görürüz” diyor Chen. “Çoğu uygulamaları, dışarıda uçmak içindir. Soru şu: Çok karmaşık, kalabalık alanlarda hareket edebilecek böcek ölçekli robotlar oluşturabilir misiniz?”

Chen’e göre, “Küçük hava robotları inşa etmenin zorluğu muazzamdır.”

https://www.youtube.com/watch?v=50_kK9phHy8

Küçültülmüş Motorların Alternatifleri

Daha büyük boyutlu insansız hava araçlarının ana sınırlamalarından biri, motorların küçültüldükçe verimliliklerini kaybetmeleridir, bu nedenle Chen, alternatiflere ihtiyaç duyulduğunu söylüyor.

Şu ana kadar ana alternatif, piezoelektrik seramik malzemelerden yapılmış küçük ve rijit bir aktüatördü. Bu malzemeler, ilk nesil küçük, uçan robotlar için sorumluydu. Ancak onlar kırılgandı, bu nedenle robotların çarpışmaları sürdürmesi zordu.

Chen, daha güvenilir bir küçük robot geliştirmek için yumuşak aktüatörlere güveniyordu ve sert olanların aksine, bunlar, karbon nanotüplerle kaplı ince kauçuk silindirlerdi. Üretilen elektrostatik kuvvetler nedeniyle tekrarlanan uzama ve kasılma işlemi sayesinde, dronun kanatları hızlı bir şekilde çarpar.

Yeni aktüatörler, bir böcek gibi saniyede 500 kez çarpar.

“Uçarken ona vurabilirsiniz ve kurtulabilir” diyor Chen. “Hava中的 salto gibi agresif manevralar da yapabilir.”

Böcek benzeri insansız hava aracı, yaklaşık bir büyük arı kadar olan 0.6 gram ağırlığındadır.

“Böceklerin nasıl uçtuğunu öğrenmek istiyorsanız, ölçekli bir robot modeli oluşturmak çok eğitici olur” diyor Chen. “Birkaç şeyi bozabilir ve kinematik veya sıvı kuvvetlerinin nasıl değiştiği hakkında nasıl etkilendiğini görebilirsiniz. Bu, bu şeylerin nasıl uçtuğunu anlamak için size yardımcı olur.”

Chen, robotların tarımsanayi gibi çeşitli endüstrilerde kullanılabileceğini umuyor ve potansiyel uygulamalar arasında mahsul yönetimi ve arama-kurtarma görevleri yer alıyor.

“Tüm bunlar, mevcut büyük ölçekli robotlar için çok zor olabilir” diyor Chen.