Mikroskraidyklės arba miniatiūriniai belaidžiai robotai, naudojami daugybe, šiandien kartais naudojami didelio masto stebėjimo ir stebėjimo tikslais, pavyzdžiui, atliekant aplinkos ar biologinius tyrimus. Kadangi skraidyklės gali išsisklaidyti ore, jos gali išplisti, kad apimtų didelius plotus, numetus iš vienos vietos, įskaitant tas vietas, kur kitaip sunku pasiekti. Be to, jie yra mažesni, lengvesni ir pigesni nei keli dronai.
Vienas iš iššūkių kuriant efektyvesnius mikroskrajutes buvo energijos suvartojimo mažinimas. Vienas iš būdų tai padaryti, kaip įrodė Vašingtono universiteto (UW) ir Université Grenoble Alpes, yra atsikratyti akumuliatoriaus. Atsižvelgdami į japonų popieriaus lankstymo origami meno įkvėpimą, jie sukūrė programuojamus mikroskraidelius, kurie gali išsisklaidyti vėjyje ir pakeisti formą elektroniniu paleidimu. Tai pasiekiama naudojant saulės energiją naudojančią pavarą, kuri per 25 milisekundes gali sukurti iki 200 militonų jėgos.
„Pagalvokite apie šias mažas skrajutes kaip apie jutiklių platformą, skirtą aplinkos sąlygoms matuoti, pavyzdžiui, temperatūrai, šviesai ir kitiems dalykams.
– VIKRAM IYER, VAŠINGTONO UNIVERSITETAS
„Šauniausias šių origami dizainų dalykas yra tai, kad sukūrėme būdą, kaip origami pakeisti formą, visiškai be akumuliatoriaus“, – sako vienas iš autorių, kompiuterių mokslininkas ir UW inžinierius Vikramas Iyeris. „Tai gana nedidelis formos pokytis, bet jis sukuria labai dramatišką kritimo elgesio pokytį… tai leidžia mums šiek tiek kontroliuoti, kaip šie daiktai skraido“.
Slenkančios ir stabilios būsenos: A) origami mikroskraidyklė čia yra slenkančios būsenos ir B) konfigūracija po nusileidimo. Leisdamasis skraidyklė smunka, o C. D) Origami mikroskraidyklė čia nusileidžia stabiliai. Skrydžių nusileidimo vietų diapazonas E atskleidžia sklaidos modelius po to, kai buvo paleistas iš pagrindinio drono.
Šis tyrimas grindžiamas ankstesniu tyrėjų darbu, paskelbtu 2022 m., kuriame demonstruojami jutikliai, kurie gali sklisti ore kaip kiaulpienių sėklos. Atliekant dabartinį tyrimą, „tikslas buvo panaudoti šimtus šių jutiklių ir kontroliuoti, kur jie nusileidžia, kad būtų pasiektas tikslus dislokavimas“, – sako bendraautoris Shyamnathas Gollakota, vadovaujantis WU mobiliojo žvalgybos laboratorijai. Mikroskraidyklės, kurių kiekviena sveria mažiau nei 500 miligramų, pučiant lengvam vėjeliui gali nukeliauti beveik 100 metrų ir per Bluetooth belaidžiu būdu perduoti duomenis apie oro slėgį ir temperatūrą iki 60 metrų atstumu. Grupės išvados buvo paskelbtos Science Roboticse anksčiau šį mėnesį.
Atradęs skirtumą tarp dviejų origami būsenų krintančių elgsenų buvo liūdnas, Gollakota sako: „Kai jis plokščias, jis yra beveik kaip lapas, vartantis vėjyje“, – sako jis. „Labai nedidelis pokytis iš plokščio į šiek tiek kreivumą [verčia] nukristi kaip parašiutas labai kontroliuojamu judesiu. Jis priduria, kad skraidančios būsenos ir šoninio vėjo gūsių metu mikroskraidyklės pasiekia iki trijų kartų didesnį išsklaidymo atstumą nei esant stabiliai.
Šis mikroskraidyklės vaizdas iš arti atskleidžia elektroniką ir grandines jo viršuje.
Buvo ir kitų origami pagrindu sukurtų sistemų, kuriose, pavyzdžiui, buvo naudojami varikliai, elektrostatinės pavaros, formos atminties lydiniai ir elektroterminiai polimerai, tačiau tai nepadėjo išspręsti iššūkių, su kuriais susiduria mokslininkai, sako Gollakota. Vienas iš jų buvo rasti tarpą tarp paleidimo mechanizmo, kuris yra pakankamai stiprus, kad nepakeistų formos be suveikimo, tačiau pakankamai lengvas, kad energijos suvartojimas būtų mažas. Tada jis turėjo sukurti greitą pereinamąjį atsaką krisdamas ant žemės. Galiausiai, norint pradėti perėjimą, reikėjo turėti lengvą energijos kaupimo sprendimą.
Mechanizmas, kurį Gollakota apibūdina kaip „gana protingą“, jiems vis tiek prireikė metų, kol jie sugalvojo. Origami viduryje yra stiebas, sudarytas iš solenoidinės ritės (ritės, kuri veikia kaip magnetas, kai per ją teka srovė), ir du maži magnetai. Keturi šarnyriniai anglies pluošto strypai pritvirtina kotą prie konstrukcijos kraštų. Kai į solenoido ritę patenka srovės impulsas, jis stumia magnetus vienas kito link, todėl konstrukcija užsifiksuoja į kitą formą.
Viskas, ko reikia, yra mažytė galia, tiek, kad magnetai būtų tinkamu atstumu vienas nuo kito, kad veiktų magnetinės jėgos, sako Gollakota. Yra daugybė plonų, lengvų saulės elementų, skirtų energijai surinkti, kuri saugoma mažame kondensatoriuje. Grandinė pagaminta tiesiai ant sulankstomos origami konstrukcijos, joje taip pat yra mikrovaldiklis, laikmatis, Bluetooth imtuvas ir slėgio bei temperatūros jutikliai.
„Mes galime užprogramuoti šiuos dalykus, kad sukeltų formos pasikeitimą, remdamiesi bet kuriuo iš šių dalykų – po nustatyto laiko, kai siunčiame jam radijo signalą arba tokiame aukštyje [arba temperatūroje], kurį šis įrenginys aptinka“, – priduria Iyeris. Origami struktūra yra stabili, tai reiškia, kad jai nereikia jokios energijos, kad išlaikytų formą, kai ji pasikeitė.
Tyrėjai teigia, kad jų konstrukcija gali būti išplėsta įtraukiant jutiklius įvairioms aplinkos stebėjimo programoms. „Pagalvokite apie šias mažas skrajutes kaip apie jutiklių platformą, leidžiančią matuoti aplinkos sąlygas, pvz., temperatūrą, šviesą ir kitus dalykus, [ir] kaip jie skiriasi visoje atmosferoje“, - sako Iyeris. Arba jie gali įdiegti jutiklius žemėje, pavyzdžiui, skaitmeniniam žemės ūkiui, su klimato kaita susijusiems tyrimams ir miškų gaisrų stebėjimui.
Dabartiniame prototipe mikroskraidyklės keičia formą tik viena kryptimi, tačiau mokslininkai nori, kad jie pereitų abiem kryptimis, kad galėtų perjungti dvi būsenas ir dar geriau valdyti trajektoriją. Jie taip pat įsivaizduoja būrį mikroflierių, kurie bendrauja tarpusavyje, kontroliuoja savo elgesį ir savarankiškai organizuoja, kaip jie krinta ir išsisklaido.
Straipsnis atkurtas svetainėje:https://spectrum.ieee.org/topic/robotics/#toggle-gdpr
Norėdami sužinoti daugiau, spustelėkite toliau pateiktą nuorodą:
Robotai: tiltas, jungiantis dirbtinį intelektą su fiziniu pasauliu
Reeman Robotics ir kibernetinio saugumo ateitis: atsakas į TBT kibernetinę ataką
Išsamus šiuolaikinių robotų planavimo sistemų ir novatoriškų REEMAN ROBOTICS pastangų tyrimas
Ar norėtumėte daugiau sužinoti apie robotus:https://deliveryrobotic.com/
robotas,robotika,reemanas,ai,pristatymo robotas,autonominis pristatymo robotas,gamykla,krovimas,krovimo robotas,agv robotas,roboto važiuoklė,mobilus robotas,autonominis mobilus robotas,mobiliojo roboto važiuoklė,agv,AMR,AMR robotas,logistikos robotas,tvarkymas robotas, agv važiuoklė, siuntų pristatymo robotas, gamyklos pristatymo robotai, dirbtuvių medžiagų pristatymo robotai, transportavimo robotas, nešiotojas, bakalėjos prekių pristatymo robotas, vežimėlių robotas, dalių pristatymo robotas, sandėlio robotai, nepilotuojamas pristatymas, dokumentų pristatymo robotas, kurjerio pristatymo robotas, biuras pristatymo robotas, maisto perdirbimo įmonė, skaitmeninė gamykla, drabužių gamykla