Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Podwodny supersamolot może wystartować w mniej niż sekundę

Roboty były tradycyjnie projektowane w konkretnym celu do wykonania jednego bardzo konkretnego zadania, ale naukowcy z Uniwersytetu w Beihang stosują zupełnie inne podejście. Nowy robot-dron Może działać pod wodą równie łatwo w powietrzu, a dzięki sprytnej sztuczce inspirowanej naturą zwiększa jej zasięg.

Kiedy myślisz o robotach, prawdopodobnie przychodzi ci do głowy jedna z dwóch wersji: wysoce zdolni ludzie, których obiecuje science fiction, lub lekkomyślne, przegubowe ramiona, które wykonują powtarzalne zadania w fabrykach. To drugie podejście jest czymś w rodzaju tego, w czym byliśmy od dziesięcioleci, ale ponieważ technologia powoli dogania wyobraźnię autorów science fiction, projektanci robotyki zaczęli opracowywać mechanizmy zdolne do wykonywania różnorodnych działań. Miejsce Boston DynamicsNa przykład używa czterech psich nóg do poruszania się po zróżnicowanym terenie i wykonywania wielu różnych zadań, w tym ochrony ruin Pompejów w nocy i tworzenia szczegółowych map 3D obszarów, które są trudne do odwiedzenia dla ludzi.

Podejście adaptacyjne ułatwia firmom lub instytucjom badawczym uzasadnienie wysokich kosztów robota, ale to, co zapoczątkowali Uniwersytet Beihang i Laboratorium Biomechaniki Soft Robotics, jest naprawdę wyjątkowe. Nawet z mocno przegubowymi nogami, Boston Dynamics wciąż ogranicza się do misji na ziemi. Ten nowy dron może wykonywać misje pod wodą, w powietrzu lub obie, bez konieczności modyfikacji pomiędzy nimi.

W przypadku większości quadkopterów lądowanie na wodzie oznacza, że ​​pilot będzie musiał wyruszyć na ratunek (a następnie wymienić większość elementów elektronicznych). Ten samolot jest inny. Jest całkowicie wodoodporny i wyposażony w zestaw samoskładających się śmigieł, które zapadają się podczas pracy z małą prędkością pod wodą, aby skutecznie manewrować dronem po zanurzeniu. Następnie wysuwa się automatycznie, gdy dron wynurza się z wody i wzbija w powietrze. Naukowcy zoptymalizowali wydajność drona tak, aby przejście z wody w powietrze trwało około jednej trzeciej sekundy, i podobnie jak grupa delfinów, które wyskakują z wody, dron jest w stanie powtórzyć przejście między wodą a powietrzem, wykonując siedem z nich z rzędu podczas testowania w około 20 sekund.

READ  Serwis internetowy Starlink ma do tej pory ponad 145 000 użytkowników

Podobnie jak w przypadku każdego urządzenia elektronicznego, autonomiczne możliwości robota są często ograniczone pojemnością jego akumulatorów, co jest szczególnie widoczne w przypadku dronów, które opierają się na czterech stale obracających się silnikach elektrycznych, aby utrzymać się w powietrzu. W warunkach laboratoryjnych często zobaczysz zaawansowane roboty przymocowane do pasów kablowych, które zapewniają ciągłe źródło zasilania, ale nie jest to doskonały wybór dla robotów zaprojektowanych do badania głębin oceanicznych lub zbierania danych atmosferycznych — lub obu w tym przypadku .

Aby radykalnie zwiększyć zasięg tego drona i pomóc oszczędzać energię baterii podczas podróży do iz miejsca misji, naukowcy wyposażyli go w dodatkowe ulepszenie inspirowane rybą remora, znaną jako przyssawka, która używa lepkiego dysku czubek jego głowy, aby tymczasowo przyczepić się do innych stworzeń poniżej.Woda, aby podpiąć przejażdżkę i oszczędzić energię.

Drony, które mogą lądować w celu prowadzenia ukierunkowanych obserwacji przy jednoczesnym zachowaniu żywotności baterii, nie są nowym pomysłem, ale podobnie jak roboty fabryczne, zwykle wykorzystują mechanizmy zaprojektowane do konkretnych powierzchni, takie jak Przegubowe pazury trzymające gałąź Lub lepkie stopy inspirowane gekonami, które przyklejają się do ścian. W przypadku robota zaprojektowanego z myślą o elastyczności, naukowcy poszukiwali bardziej wszechstronnego sposobu przyczepiania się do różnych powierzchni: mokrej, suchej, gładkiej, szorstkiej, zakrzywionej, a nawet poruszającej się pod wodą, gdzie siły ścinające wody wymagają przyczepności Bardzo potężny.

Samoprzylepny krążek Remora był idealnym rozwiązaniem, ponieważ zawiera wbudowany zwis, który pozwala mu przylegać do powierzchni nawet przy częściowym kontakcie. Dwa lata temu Li Wen, jeden z badaczy i autor opublikowanego dziś artykułu, był częścią innego projektu badawczego na Uniwersytecie Beihang, który analizował sposób, w jaki faktycznie działa dyskowce remora.

Badania wykazały, że ryby remora przyklejają się do powierzchni jak przyssawka, z elastyczną owalną krawędzią tkanki miękkiej, która tworzy hermetyczne uszczelnienie. Kiedy woda jest wyciskana ze szczeliny między remorą a jej żywicielem, ssanie utrzymuje ją na miejscu. Powierzchnia dysku remora jest również pokryta krawędziami ułożonymi w kolumny i rzędy, zwanymi blaszkami (podobnymi do guzków, które można wyczuć na podniebieniu), które mogą być rozciągane przez skurcze mięśni, aby zaangażować małe ścięgna, które trzymają więcej górna część ust. Gospodarz. Te kołnierze lamelowe pomagają również tworzyć mniejsze komory ssące, które utrzymują je szczelnie, nawet jeśli większa krawędź dysku nie. W przeciwieństwie do przyssawki, która uwalnia przyczepność na gładkiej powierzchni po uniesieniu niewielkiej części jej krawędzi, remora wytrzyma.

Zespół był w stanie stworzyć syntetyczną wersję tarczy ssącej ubytku dzięki podejściu czterowarstwowemu. Połączyli super elastyczną warstwę na wierzchu ze sztywniejszymi strukturami pod spodem, a także warstwę z siecią maleńkich kanałów, które można napompować po napompowaniu płynu, zastępując żywą tkankę mięśniową, aby zaangażować struktury blaszkowate w celu zwiększenia ssanie.

READ  MS Australia ponownie współpracuje z Jean Hailes, aby podkreślić stwardnienie rozsiane i zdrowie kobiet

Mechanizm ssący zamontowany nad zanurzalną płaszczyzną pozwala mu przylegać do różnych powierzchni, nawet jeśli są one szorstkie w dotyku, nie są całkowicie płaskie lub mają mniejszą powierzchnię niż mechanizm ssący. Podobnie jak remora, dron mógłby, przynajmniej teoretycznie, znaleźć się jako podwodny nosiciel (nie bojąc się od razu swoich obracających się śmigieł) i zawiesić się w swobodnym locie, wymagając do działania jedynie mechanizmu ssącego i minimalnego poboru mocy z akumulatorów. deska. To samo można zrobić w powietrzu, chociaż wyzwania związane z udanym podłączeniem drona do innego samolotu byłyby ogromne, nawet coś tak wolnego, jak szybowiec ma minimalną prędkość 64 km/h: trudny ruchomy cel.

Najrozsądniejszym zastosowaniem mechanizmu ssącego jest tymczasowe umieszczenie drona w miejscu z idealnym punktem obserwacyjnym do obserwacji dalekiego zasięgu. Zamiast polegać na czterech silnikach, aby utrzymać określoną pozycję pod wodą podczas walki z poruszającymi się prądami, dron może przykleić się do kamienia lub kawałka drewna i wyłączyć silniki, jednocześnie obsługując czujniki i kamery. To samo można zrobić nad linią wody, lecąc dronem w górę i trzymając się boku wysokiego budynku lub spodu gondoli turbiny wiatrowej, wykonując pomiary i zbierając inne dane bez używania silników rozładowujących akumulator. Jest to rozwiązanie w zakresie technologii akumulatorowej, które wciąż jest niezwykle ograniczone i pozwala uniknąć konieczności naprawy samych akumulatorów.


Od redakcji: Daty wydania w tym artykule dotyczą Stanów Zjednoczonych, ale zostaną zaktualizowane o lokalne daty australijskie, gdy tylko dowiemy się więcej.