Robot arılar: araştırmacılar her yönde uçabilen bir robot geliştirdi

Dünya’da ilk kez, Washington Eyalet Üniversitesi’ndeki (WSU) araştırmacılar, Bee++ adlı bir robot arı tasarladılar ve bu, tüm yönlerde stabilize uçuş yapabilen ve yaw olarak bilinen karmaşık dönme hareketini gerçekleştirebilen bir robottur. Yenilikçi tasarım ve karmaşık kontrol algoritmalarının birleşimiyle mümkün olan, robotik alanındaki bu etkileyici atılım, yapay tozlaşma, çevre izleme ve arama kurtarma çabalarından oluşan bir dizi potansiyel uygulamaya sahiptir.

Bee++ prototipi, dört karbon fiber ve mylar kanat ve dört hafif aktüatörden oluşur ve her biri bir kanadı kontrol eder. Bu, robotikte önemli bir ilerlemeyi temsil eder ve uçan böceklerde gözlenen altı serbestlik derecesini gerçekleştiren türünün ilk robotudur. WSU Makine ve Malzeme Mühendisliği Okulu’nda Flaherty doçenti olan Néstor O. Pérez-Arancibia’nın liderliğindeki ekip, araştırmalarını IEEE Transactions on Robotics dergisinde yayınladı ve bulgularını IEEE Uluslararası Robotik ve Otomasyon Konferansı’nda sundu.

“Araştırmacılar, yapay uçan böcekleri geliştirmeye 30 yılı aşkın bir süredir çalışıyorlar” dedi Pérez-Arancibia. Bu küçük robotların yaratılması, yalnızca benzersiz bir tasarım değil, aynı zamanda bir böceğin beyninin işlevini taklit eden gelişmiş kontrolörlerin geliştirilmesini gerektirir. “Bu, robotik tasarım ve kontrolün bir karışımı” diye ekledi ve bu küçük robotlar için bir ‘yapay beyin’ oluşturmanın önemini vurguladı.

Birkaç Sınırlamayı Aşmak

WSU ekibinin ilk geliştirdiği robot, iki kanatlı bir robot arıydı. Ancak, hareketleri kısıtlıydı. Bu sınırlamayı aşmak için Pérez-Arancibia ve onun doktora öğrencileri, 2019 yılında havalanabilecek kadar hafif, dört kanatlı bir robot inşa ettiler. Bu robot, kanatlarını farklı desenlerde çırparak yunuslama ve yuvarlanma gibi karmaşık manevralar gerçekleştirebiliyordu.

Yaw kontrolünün eklenmesi ise önemli bir zorluk teşkil etti. “Yaw’u kontrol edemezseniz, çok sınırlısınız” dedi Pérez-Arancibia ve yaw olmadan robotların kontrolsüz bir şekilde döndüğünü, odaklarını kaybederek çarptıklarını açıkladı. Tüm hareket derecelerinin, kaçınma manevraları veya nesneleri takip etmek için kritik önemde olduğunu vurguladı.

Böceklerden esinlenen ekip, kanatların açılı bir düzlemde çarpmasını sağlayan bir tasarım geliştirdi. Ayrıca, kanat çırpmalarını saniyede 100’den 160’a çıkararak, “Çözümün bir kısmı robotun fiziksel tasarımıydı ve ayrıca robotun ne yapacağını söyleyen bir kontrolör – bir beyin için yeni bir tasarım icat ettik” dedi.

95 mg ağırlığında ve 33 mm kanat açıklığına sahip Bee++, gerçek arılardan daha büyük ve şu anda sadece yaklaşık beş dakika süreyle otonom uçuş yapabiliyor. Ancak bu sınırlamalar ekibin ruhunu kırmadı. Sürünen robotlar ve su üzerinde yürüyen böcekleri taklit eden robotlar dahil diğer böcek robotu türleri geliştirmeye çalışıyorlar.

Bee++’in geliştirilmesi, biyomimikri ve inovasyonun değerinin bir göstergesi, Ulusal Bilim Vakfı, DARPA, WSU Vakfı ve WSU’nun Cougar Cage programı aracılığıyla Palouse Kulübü tarafından desteklenmiştir. Bu öncü çalışma ile robotik geleceği parlak görünüyor ve daha da fazla devrimsel gelişmelerin vaadiyle dolu.