يمكن أن تهبط طائرة بدون طيار آلية على فرع مثل طائر غريب الأطوار

مقارنة بين الطيور وهبوط SNAG جنبًا إلى جنب.
GIF: جامعة ستانفورد / جزمودو

تم تطويره حديثًا ، يمكن للروبوت الجوي المستوحى من الحيوية أن يهبط على مجموعة متنوعة من الفروع ويحمل أشياء مثل الطيور.

“تقلع الطيور وتهبط على مجموعة واسعة من الأسطح المعقدة” ، بينما “الروبوتات الحالية محدودة في قدرتها على الإمساك بالأجسام غير المنتظمة ديناميكيًا” ، هذا ما يوضح الفقرة الافتتاحية للبحث الجديد ورق نُشرت في Science Robotics. في الواقع ، تبدو عمليات هبوط الطيور سهلة للغاية ، ولكن “ليس من السهل تقليد كيفية تحليق الطيور وجثمها” ، كما أوضح ويليام رودريك ، عالم الروبوتات في جامعة ستانفورد وأحد مؤلفي الدراسة ، في مجلة ستانفورد إفراج.

من خلال العمل مع مهندسي جامعة ستانفورد مارك كتكوسكي وديفيد لينتينك (الآن في جامعة جرونينجن في هولندا) ، سعى رودريك لبناء أ حسن النية جثم الروبوت. الاستفادة من الرؤى من Cutkosky Lab ، المتخصص في الروبوتات المستوحاة من الحيوانات ، و Letink Lab ، الذي يركز على الطائرات الجوية المستوحاة من الطيور روبوتات ، صمم الفريق وبنى واختبر “روبوتًا بيولوجيًا يمكنه الجلوس ديناميكيًا على الأسطح المعقدة والتقاط الأشياء غير المنتظمة” ، وفقًا للورقة.

تسمى الأداة الجديدة SNAG ، والتي تعني “القابض الجوي المستوحى من الطبيعة”. من خلال “الصور النمطية ،“يشير المهندسون إلى السلوك المعتمد الذي تشارك فيه عمليات إنزال الطيور. أظهرت الأبحاث السابقة أن الطيور تستخدم نفس أسلوب الإمساك بغض النظر عن السطح. وكما قال رودريك ، فإن الطيور “تدع القدمين تتعامل مع تنوع وتعقيد نسيج السطح نفسه.”

تم تصميم أقدام وساقي SNAG على غرار تلك الخاصة بـ صقور الشاهين ، ولكن بدلاً من الأجنحة ، هذا الروبوت يحقق رحلة بطائرة بدون طيار رباعية. مصنوع من مواد خفيفة الوزن يمكن أن تحمل 10 أطنانimes وزنه. الروبوت “عظام “ مصنوعة من بلاستيك مطبوع ثلاثي الأبعادبينما عضلاتها وأوتارها تُبنى من المحركات وخيوط الصيد. كل ساق لها محركها الخاص وهي قادرة على 14 درجات الحرية. يكتب المهندسون في ورقتهم ، أن المحرك المؤازر الموجود على ورك SNAG “يوجه الساق مباشرة قبل الجلوس ويوازن الروبوت بعد الهبوط عن طريق تدوير مركز الكتلة باتجاه مركز الفرخ على غرار الطائر”.

أثناء الهبوط ، تمتص الأرجل طاقة الصدمة وتحولها إلى قوة إمساك. يحدث عمل القابض السريع في فترات تمتد لأقل من 50 مللي ثانية. بمجرد أن تمسك المخالب بالفرع ، يقوم قفل الكاحلين ومقياس التسارع ، باستشعار الهبوط ، بتشغيل خوارزمية موازنة لتحقيق الاستقرار. أظهرت التجارب أن توقيت الزناد كان حاسما. كتب المهندسون: “في وقت مبكر جدًا ، تجعل الساق صلبة جدًا لدرجة لا يمكن معها الانهيار التام ، في حين أن الأوان المتأخر يقلل من الطاقة الممتصة وبالتالي يزيد من احتمالية الضرر” ، مضيفين أن “توقيت بداية توتر عضلات الساق والأوتار قد يكون بنفس الأهمية في الطيور والحيوانات الأخرى “.

SNAG ، أو القابض الجوي المستوحى من الطبيعة

SNAG ، أو القابض الجوي المستوحى من الطبيعة “.
صورة فوتوغرافية: وليام رودريك

تم إجراء الاختبار المتحكم فيه لـ SNAG في المختبر وفي بيئة غابات. تم إطلاق الروبوت على مجموعة من أغصان الأشجار المختلفة ، بسرعات واتجاهات مختلفة. كان SNAG أيضًا قادرًا على التقاط الأشياء التي يتم رميها باليد ، مثل الذرةكيس حفرة وكرة التنس.

يمكن لنسخة مستقبلية من SNAG إجراء مراقبة الحياة البرية والبحث والإنقاذ وإجراء البحوث البيئية. قال رودريك: “كان جزء من الدافع الأساسي لهذا العمل هو إنشاء أدوات يمكننا استخدامها لدراسة العالم الطبيعي”. “إذا كان بإمكاننا امتلاك روبوت يمكن أن يتصرف مثل الطيور ، فقد يفتح ذلك طرقًا جديدة تمامًا لدراسة البيئة.” وفي الواقع ، لقد قام بالفعل ببعض من هذا الأخير ، حيث قام الروبوت الجوي بقياس المناخ المحلي في غابة أوريغون البعيدة باستخدام أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة على متن الطائرة.

يمكن أن تقدم SNAG أيضًا رؤى جديدة في علم الأحياء ، ومرة ​​أخرى ، لقد فعلت القليل من هذا بالفعل. بالإضافة إلى الرؤى المذكورة أعلاه حول توقيت عضلات الساق وظهور توتر الأوتار ، تعلم المهندسون أنه عندما يتعلق الأمر بأداء الجلوس ، فإن ترتيب أصابع القدم لا يهم حقًا. يبدو أن هذا يشير إلى أن “الجلوس لا يشكل ضغط اختيار تطوري يمكنه ، في حد ذاته ، تفسير تنوع أصابع الطيور الشجرية” ، وفقًا للدراسة.

مع تثبيت SNAG على عمليات الهبوط بسهولة ، يتطلع الفريق الآن إلى تحسين عناصر ما قبل الهبوط مثل الوعي الظرفي والتحكم في الطيران. نحن نتطلع بشدة لرؤية أين يأخذ المهندسون هذا المشروع المثير.

أكثر: طائرة بدون طيار جديدة زاحفة تمشي وتطير هي كابوس روبوبوكاليبس أصبح حقيقة.

READ  كوكب خارج المجموعة الشمسية المتطرفة - كوكب المشتري شديد الحرارة حيث تمطر فيه الحديد - أكثر غرابة مما كان يعتقد في الأصل

You May Also Like

About the Author: Fajar Fahima

"هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز."

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *