Máy Bay Cỡ Côn Trùng Mới Phát Triển Có Khả Năng Chống Va Đập

Sau nhiều nỗ lực trước đó trong lĩnh vực này, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã thành công trong việc triển khai sự linh hoạt của côn trùng vào các robot bay cỡ nhỏ. Giống như nhiều trường hợp của công nghệ robot, nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm cảm hứng từ thiên nhiên. Côn trùng cực kỳ linh hoạt và có khả năng chống va đập trong chuyến bay, và chúng có thể điều hướng hiệu quả các điều kiện thay đổi như gió giật và chướng ngại vật.

Giáo sư Kevin Yufeng Chen là người đã xây dựng hệ thống này. Ông là thành viên của Bộ môn Kỹ thuật Điện và Khoa học Máy tính và Phòng thí nghiệm Điện tử.

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí IEEE Transactions on Robotics. Các đồng tác giả bao gồm Zhiijian, sinh viên tiến sĩ MIT; Siyi Xu, sinh viên tiến sĩ Đại học Harvard; và Pakpong Chiraattananon, nhà robot học của Đại học Thành phố Hồng Kông.

Robot Bay Cỡ Côn Trùng Sử Dụng Động Cơ Mềm

Các robot bay này dựa trên một lớp động cơ mềm mới cho phép chúng vượt qua các thách thức vật lý khác nhau trong chuyến bay thực tế. Theo Chen, các robot này có thể được sử dụng bởi con người để thụ phấn cho cây trồng hoặc kiểm tra máy móc trong không gian nhỏ.

Các máy bay không người lái hiện tại yêu cầu không gian mở vì khả năng không hoạt động trong không gian bị giới hạn, chủ yếu do chúng không thể xử lý va đập.

“Nếu chúng ta nhìn vào hầu hết các máy bay không người lái ngày nay, chúng thường khá lớn,” Chen nói. “Hầu hết các ứng dụng của chúng liên quan đến việc bay ngoài trời. Câu hỏi là: Bạn có thể tạo ra các robot cỡ côn trùng có thể di chuyển trong không gian phức tạp, lộn xộn không?”

Theo Chen, “Thử thách xây dựng các robot bay cỡ nhỏ là vô cùng lớn.”

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

Thay Thế Cho Động Cơ Cỡ Nhỏ

Một trong những hạn chế chính của máy bay không người lái cỡ lớn là chúng yêu cầu động cơ mất hiệu suất khi được thu nhỏ, đó là lý do tại sao Chen nói rằng cần có các giải pháp thay thế.

Giải pháp thay thế chính cho đến nay là một bộ phận động cơ nhỏ và cứng được làm từ vật liệu gốm piezoelectric. Các vật liệu này chịu trách nhiệm cho thế hệ đầu tiên của các robot bay cỡ nhỏ. Tuy nhiên, chúng rất dễ vỡ, điều này khiến cho các robot khó có thể chịu được va đập.

Chen đã dựa vào động cơ mềm để phát triển một robot cỡ nhỏ đáng tin cậy hơn, và không giống như động cơ cứng, chúng bao gồm các xi lanh cao su mỏng được phủ bằng ống nano carbon. Qua quá trình kéo dài và co lại lặp đi lặp lại do các lực tĩnh điện tạo ra, cánh của máy bay không người lái có thể đập nhanh.

Các bộ phận động cơ mới có thể đập 500 lần mỗi giây, tương tự như một con côn trùng.

“Bạn có thể va vào nó khi nó đang bay, và nó có thể phục hồi,” Chen nói. “Nó cũng có thể thực hiện các động作 hung hãn như lộn vòng trong không khí.”

Máy bay không người lái cỡ côn trùng chỉ nặng 0,6 gram, gần tương đương với khối lượng của một con ong bumblebee lớn.

“Nếu bạn muốn học cách côn trùng bay, thì việc xây dựng một mô hình robot cỡ nhỏ là rất hữu ích,” Chen nói. “Bạn có thể làm gián đoạn một số thứ và xem cách nó ảnh hưởng đến động lực học hoặc cách các lực chất lỏng thay đổi. Điều đó sẽ giúp bạn hiểu cách những thứ đó bay.”

Chen hy vọng rằng các robot này có thể được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như nông nghiệp, và các ứng dụng tiềm năng bao gồm quản lý cây trồng và nhiệm vụ tìm kiếm và cứu hộ.

“Tất cả những thứ đó có thể rất thách thức đối với các robot cỡ lớn hiện có,” Chen nói.