Diverse libelledruppels Lin Lab
De natuur is een volmaakte probleemoplosser. Het heeft tenslotte miljarden jaren van evolutionaire iteratie gehad om (via een omweg) uit te vinden wat werkt en wat niet. Om die reden doen onderzoekers dat regelmatig kijk naar de natuurlijke wereld voor antwoorden – zelfs als ze een probleem oplossen dat technologisch gezien misschien vrij nieuw is.
Inhoud
- Geheimen van de libel
- Betere robots bouwen
Dat is waar onderzoekers van het Britse Imperial College London gebruik van maakten tijdens een recent project dat bedoeld was om nieuwe manieren te vinden om kleine luchtvoertuigen zoals drones te bouwen. Concreet wilden ze weten hoe ze beter vliegende robots konden maken die acties kunnen uitvoeren, zoals het corrigeren van hun vlucht wanneer ze uit koers raken. Wat is een betere manier om dit te doen dan door de eenvoudige libel te bestuderen?
Aanbevolen video's
“Libellen maken deel uit van een groep, de paleoptera genaamd, die zich als een van de eersten afsplitste toen insecten zo’n honderden miljoen jaar geleden hun vlucht ontwikkelden,”
Sam Fabian, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker bij de afdeling bio-engineering van de universiteit, vertelde Digital Trends. “Ze zijn in die tijd niet totaal onveranderd gebleven, maar hun viervleugelige, lange lichaamsbouw is over het algemeen consistent en lijkt hen goed van pas te zijn gekomen. Libellen zijn relatief grote insecten en zijn als volwassenen allemaal roofdieren in de lucht, waardoor ze prooien moeten achtervolgen en onderscheppen, en indien nodig te slim af moeten zijn. Het resultaat van deze evolutionaire druk is dat we naar een nauwkeurig afgestelde vliegmachine kijken die ons veel te leren heeft.”Geheimen van de libel
Entomologen bestuderen al jaren insecten. Maar wat onderzoekers in 2021 een duidelijk voordeel geeft, zijn de hulpmiddelen die beschikbaar zijn om hen te helpen. In deze studie wilden de imperiale onderzoekers gedetailleerde informatie verzamelen over de manier waarop libellen voeren een beweging uit die 'pitching' wordt genoemd, een soort omgekeerde achterwaartse salto, om zichzelf recht te zetten in de lucht.
Om dit te bereiken, hebben ze twintig heidelibels voorzien van kleine magneten en bewegingsvolgende stippen, zodat ze zou in 3D gedetailleerde informatie kunnen vastleggen over de manier waarop libellen dit behendige stukje uitvoeren acrobatiek. Ze gebruikten ook extreem hogesnelheidscamera's om de bewegingen te documenteren.
Ze ontdekten dat de vorm van de libellen de sleutel is tot hun atletisch vermogen. Hun vorm is zelfs zo dat de libellen zelfs in de lucht naar rechts zullen draaien als ze bewusteloos raken en vervolgens vallen. Dat zou hetzelfde zijn als een drone die kracht verliest en toch een manier vindt om zijn koers te corrigeren.
“We denken vaak aan libellen en andere insecten die tijdens het vliegen voortdurend moeten werken om het evenwicht te bewaren, waarbij ze allerlei soorten informatie verwerken, zoals hun gezichtsvermogen”, zegt Fabian. “Dit komt deels door hun kleine formaat, wat betekent dat de lucht voor hen dikker aanvoelt en de manoeuvreerbaarheid groter wordt, maar het ook moeilijker maakt om dingen als zweefvliegen te doen. Libellen lijken zich net op de grens van dit effect te bevinden, omdat het relatief grote insecten zijn die passief kunnen gebruiken mechanismen om zelf te glijden en recht te komen, maar nog steeds in staat om te zweven en indrukwekkende prestaties te leveren manoeuvreerbaarheid. Dit is iets dat we misschien willen inbouwen in toekomstige robotontwerpen, zodat ze passief kunnen gebruiken stabiliteitsmechanismen robuuster zijn en minder sensorische informatie gebruiken, maar ook grote prestaties kunnen leveren nodig."
Betere robots bouwen
De onderzoekers zijn nog niet overgegaan tot de fase van het daadwerkelijk bouwen van een robotlibel van het project. Maar ongeacht of dat op hun routekaart staat, zou onderzoek als dit – dat een paar jaar geleden nog veel moeilijker zou zijn geweest – kunnen helpen de vorm van de vliegende robots van morgen te bepalen.
“De primaire potentiële toepassing van inzichten uit ons werk zou het verminderen van de rekenkracht zijn inspanning en energie die kleine vliegende voertuigen zouden moeten steken in het handhaven van de stabiliteit”, aldus Fabian gezegd. “Als we passieve mechanismen kunnen inbouwen die stabiliteit en een hoge manoeuvreerbaarheid mogelijk maken, gebaseerd op houding kunnen we hun capaciteiten en het scala aan gedragingen dat we van hen verwachten aanzienlijk vergroten hen."
Onlangs verscheen er een paper waarin het werk werd beschreven gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the Royal Society B.
Aanbevelingen van de redactie
- AMD wil voortbouwen op AI met zijn volgende generatie grafische kaarten
- Wing bouwt grotere en kleinere drones voor meer leveringen
- Drones vliegen onder de grond in Japan, en dit is waarom
- NASA's Dragonfly-drone met acht rotors is op weg naar de grootste maan van Saturnus
- Modderspuitende drones kunnen worden ingezet om huizen te bouwen in rampgebieden
Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.
