Mikrorobot sa nogama inspirisanim ždral-muvom u cilju mekog sletanja

Harvardski RoboBee odavno može da leti, zaranja i lebdi kao pravi insekt. Međutim, čemu sposobnost letenja ako nema bezbednog sletanja?

Inženjersko postignuće Harvardske laboratorije za mikrorobotiku, RoboBee je sad dobio najpouzdaniju opremu za sletanje, inspirisanu jednim od najgracioznijih sletača u prirodi, ždral-muvom.

Preporučujemo

Inženjeri su svom letećem robotu dali duge, zglobljene noge radi olakšavanja tranzicije iz vazduha na tlo. Robot je takođe dobio unapređeni kontrolor koji pomaže u usporavanju sa ciljem nežnog spuštanja.

Ova poboljšanja štite osetljive pijezoelektrične aktuatore – energetski guste „mišiće“ za let koji se lako oštete spoljnim silama usled grubog sletanja i sudara.

Sletanje je problematično delom zbog toga što je RoboBee veoma mali i lagan – težak samo jednu desetinu jednog grama, sa rasponom krila od tri centimetra. Ranije verzije su imale znatan problem zbog efekta tla ili nestabilnosti usled vazdušnih vrtloga pri mahanju krilima – slično snažnom vetru usmerenom ka podlozi koji stvaraju propeleri helikoptera.

Ranije je pre sletanja letelica isključivana malo iznad tla i puštena da padne, uz nadu da će sleteti uspravno i bezbedno. Poboljšanje kontrolora ili mozga robota predstavlja adaptiranje na efekte podloge. Testirano je sletanje na list i na krute površine.

„Uspešno sletanje bilo koje letelice zavisi od minimiziranja brzine dok se približava površini pre dodira i rasejavanja energije brzo nakon dodira. Čak i u slučaju malenih mahanja krilima, efekat podloge nije zanemarljiv kad se leti blizu površine, a situacija se može pogoršati nakon dodira usled odskakanja i prevrtanja.

Kao inspiracija za mehanička unapređenja u cilju uspešnog letenja i sletanja na razne terene poslužila je priroda, to jest ždral-muva, relativno spor, bezopasan insekt koji je pojavljuje od proleća do jeseni i često se brka sa džinovskim komarcem. Veličina i razmera raspona krila i veličine tela robota je bila prilično slična kod ždral-muva.

Duži, zglobljeni udovi ždral-muva najverovatnije omogućavaju mekše sletanje. Ždral-muve takođe karakterišu kratkotrajni letovi: veliki deo njihovog kratkog odraslog života (nekoliko dana ili nedelja) čine sletanja i uzletanja.

Inženjeri su napravili prototipove različitih nožnih arhitektura, sa dizajnima sličnim nožnoj segmentaciji i lokaciji zglobova ždral-muve. Upotrebljeni su novi metodi za prilagođavanje krutosti i mekoće svakog zbloba.

„RoboBee je izuzetna platforma za izučavanje odnosa između biologije i robotike“, kažu naučnici. „Inspiracija iz neverovatnog diverziteta insekata omogućava nam bezbroj načina za dalje unapređenje robota. S druge strane, možemo koristiti ove robotske platforme kao sredstva za biološko istraživanje, testirajući biomehaničke hipoteze“.

Trenutno je RoboBee vezan za spoljašnje kontrolne sisteme. Rad će se nastaviti na povećavanju razmera robota i inkorporiranju elektronike koja će mu dati autonomiju senzora, kretanja i kontrole, što bi omogućilo da RoboBee istinski poleti.

Dugoročniji cilj je puna autonomija, ali u međuvremenu radimo na rešavanju izazova u pogledu električnih i mehaničkih komponenti putem privezanih uređaja, kažu inženjeri. Ta bezbednosna vezivanja ometaju eksperimente, tako da je bezbedno sletanje bitno za njihovo uklanjanje.

Sićušnost i sposobnost robota da leti kao insekt predstavljaju zanimljive mogućnosti za buduće primene, uključujući nadgledanje životne sredine i katastrofalnih događaja. Takođe je moguća primena u cilju veštačkog oprašivanja – zamislite rojeve tih robota kako zuje oko vertikalnih farmi i bašti budućnosti.

(Telegraf Nauka/Science Daily)