Acasă Robotică „PIGEONBOT” – PRIMUL ROBOT CARE ÎȘI POATE ÎNDOI ARIPILE CA O PASĂRE...

„PIGEONBOT” – PRIMUL ROBOT CARE ÎȘI POATE ÎNDOI ARIPILE CA O PASĂRE ADEVĂRATĂ

48
0
Un porumbel robotizat care își poate schimba forma aripii la fel ca o pasăre adevărată deschide calea creării unei aeronave flexibile și oferă un nou mod de a studia felul în care zboară păsările.

Porumbeii pot fi considerați a fi „șobolani ai aerului”, dar unii oameni de știință le-au atribuit o valoare mai mare, luându-i drept model pentru o nouă generație de mașini zburătoare.

Păsările își pot modifica forma aripilor prin extinderea sau restrângerea penelor. Respectivele ajustări permit păsărilor să zboare pe cer, mai agil decât dronele. Acum, folosind noi idei despre modul în care articulațiile porumbeilor controlează răspândirea penelor pe aripile lor, cercetătorii au construit un porumbel robotizat, numit PigeonBot, ale cărui aripi cu pene își schimbă forma precum un porumbel adevărat.

Această cercetare deschide calea pentru crearea unor aeronave flexibile, spune Dario Floreano, robotist la Școala Politehnică Federală din Lausanne, Elveția, neimplicat în lucrare.

Cu aripi asemănătoare păsărilor, mașinile aeriene ar putea face viraje mai strânse în spații aglomerate, cum ar fi în jurul clădirilor sau în păduri și ar putea naviga mai bine în condiții nefavorabile, spune Floreano (SN: 1/24/15). Noul robot, descris în Science Robotics, pe data de 16 ianuarie 2020, oferă, de asemenea, o modalitate de a studia practica zborului păsărilor, fără experimente pe animale.

Cercetătorii au întins și îndoit aripile porumbeilor care nu mai erau în viață pentru a investiga modul în care păsările își controlează aripile. Aceste experimente au arătat că unghiurile a două articulații ale aripii, încheietura și degetul, afectează cel mai mult alinierea penelor de zbor ale unei aripi. Orientările acelor pene lungi și rigide, care susțin pasărea în zbor, ajută la determinarea formei aripii. Pe baza acestor constatări, echipa a construit un robot cu pene de porumbel adevărate, ale căror încheieturi și degete artificiale pot să-și transforme forma aripii așa cum s-a observat la porumbeii analizați.

Formarea penei

Păsările asemănătoare porumbeilor își schimbă forma aripilor în timpul zborului prin îndoirea încheieturii și a articulațiilor degetelor pentru a-și extinde sau restrângre aripile. Aceste ajustări ajută păsările să ia viraje strânse și să poată efectua manevre atunci când există turbulențe în timpul zborului.

În afară de punerea bazelor pentru construirea unor drone flexibile, se poate studia și modul de zbor. „Ce este cu adevărat interesant la acest robot este faptul că… poți face modificări în aripa unui robot, care nu pot fi făcute la o pasăre adevărată”, spune David Lentink, inginer și biolog la Universitatea Standford.

De exemplu, Lentink s-a întrebat dacă un porumbel își poate schimba direcția de zbor doar prin îndoirea articulației degetelor, fie de la aripa stângă, fie de la cea dreaptă. „Problema este, bineînțeles, faptul că nu știu cum să dresez o pasăre să-și miște doar degetul – și sunt foarte bun la dresarea păsărilor”, spune el într-o convorbire telefonică, în timp ce două păsări de companie ciripesc pe fundal.

Un porumbel robotizat controlabil rezolvă această problemă. În cadrul testelor de zbor, echipa lui Lentink a observat că îndoind doar degetul unei aripi, poate lua viraje mult mai ușor, oferind prima dovadă că păsările pot folosi uneori doar degetele pentru a schimba direcția de zbor.

Cu două articulații care se pot îndoi, încheietură și deget, aripile unui nou porumbel robotizat se pot îndoi în diferite forme.
(c) LENTINK LAB/STANFORD UNIV.

Într-un al doilea studiu, raportat în Science pe 17 ianuarie 2020, grupul lui Lentink a folosit modelul de aripi robotizate pentru a confirma o altă perspectivă asupra zborului: cum este prevenită formarea golurilor între pene, atunci când aripa este întinsă. În experimentele care au avut loc pentru a imita penele care se suprapun în timpul zborului, cercetătorii au descoperit că atunci când aripa este întinsă, penele alunecă ușor, dar acest lucru nu se întâmplă și atunci când aripa este strânsă la loc. Scanarea imaginilor cu electroni și microscopia cu raze X au dezvăluit că există niște cârlige pe suprafața penelor, care fac ca acestea să nu se depărteze prea mult în timpul zborului.

„Acesta este secretul. Ei au acest Velcro direcțional”, care ține penele împreună, spune Lentink.

Pentru a confirma efectul acestor microstructuri, cercetătorii au rotit penele robotului pentru ca acestea să nu alunece unele peste altele, atunci când aripile sunt întinse. În cadrul testelor realizate în tunelul de vânt și în aer liber, s-au format goluri între penele modificate ale aripilor robotului, compromițând stabilitatea acestora.

Acesta încă este cel mai bun set de aripi robotice pentru testarea modului în care păsările își coordonează penele în timpul zborului, spune Tyson Hedrick, biochimist la Universitatea din Chapel Hill, Carolina de Nord, care nu a participat în această cercetare. Dar „există loc de îmbunătățiri”. De exemplu, un viitor robot zburător ar putea avea inclusă o articulație de umăr, pentru a investiga modul în care mișcarea aripilor, în sus și în jos, influențează zborul, spune el.

LĂSAȚI UN MESAJ

Vă rugăm să introduceți comentariul dvs.!
Introduceți aici numele dvs.