Øystikker kan være nøkkelen til neste generasjons droner

Naturen er en fullkommen problemløser. Tross alt har den hatt milliarder av år med evolusjonær iterasjon for å finne ut (på en rundvei) hva som fungerer og hva som ikke fungerer. Av den grunn, forskere ofte se på den naturlige verden for svar - selv når de løser et problem som teknologisk sett kan være ganske nytt.

Det er det forskere fra Storbritannias Imperial College London benyttet seg av under et nylig prosjekt som hadde til hensikt å finne nye måter å bygge små luftfartøyer som droner. Spesielt ønsket de å vite hvordan de bedre kunne lage flygende roboter som vil være i stand til å utføre handlinger som å korrigere flyvningen når de blir slått ut av kurs. Hvilken bedre måte å gjøre dette på enn å studere den ydmyke øyenstikkeren?

"Lidelstikker er en del av en gruppe, kalt paleoptera, som var blant de første som delte seg ut da insekter utviklet seg på flukt for noen hundre millioner år siden."

øyenstikkerens hemmeligheter

Entomologer har studert insekter i mange år. Men det som gir etterforskere en klar fordel når de gjør det i 2021, er verktøyene som er tilgjengelige for å hjelpe dem. I denne studien ønsket de keiserlige forskerne å samle detaljert informasjon om veien øyenstikkere utfører en bevegelse som kalles "pitching", en slags opp-ned backflip, for å rette seg opp i luften.

For å oppnå dette, utstyrte de 20 darter øyenstikkere med bittesmå magneter og bevegelsessporende prikker slik at de kunne fange, i 3D, detaljert informasjon om måten øyenstikkere utfører denne kvikke biten av akrobatikk. De brukte også ekstreme høyhastighetskameraer for å dokumentere bevegelsene.

De fant ut at øyenstikkernes form er nøkkelen til deres atletikk. Faktisk er formen deres slik at øyenstikkerne til og med vil vende seg til rette i luften når de blir bevisstløse og deretter droppet. Det ville vært som en drone som mister kraften og fortsatt finner en måte å rette kursen på.

"Vi har en tendens til å tenke på øyenstikkere og andre insekter som må jobbe konstant for å opprettholde balansen mens de flyr, behandle all slags informasjon [som] syn," sa Fabian. «Dette er delvis på grunn av deres lille størrelse, som gjør at luften føles tykkere for dem, og gjør manøvrerbarheten høyere, men også gjør det vanskeligere å gjøre ting som å gli. Øyenstikker ser ut til å være akkurat på grensen til denne effekten, de er relativt store insekter, i stand til å bruke passive mekanismer til å gli og rette seg selv, men fortsatt i stand til å sveve og utføre imponerende bragder av manøvrerbarhet. Dette er den typen ting vi kanskje vil bygge inn i fremtidige robotdesigner - slik at de er i stand til å bruke passive stabilitetsmekanismer for å være mer robuste og bruke mindre sensorisk informasjon, men også i stand til å utføre store bragder hvis nødvendig."

Bygge bedre roboter

Forskerne har ikke gått videre til den faktiske-bygge-en-robot-libelle-fasen av prosjektet ennå. Men uansett om det er på veikartet deres, kan forskning som dette - som ville ha vært langt tøffere for bare noen år siden - bidra til å informere om formen til morgendagens flygende roboter.

"Den primære potensielle anvendelsen av innsikt fra arbeidet vårt ville være å redusere beregningsgrunnlaget innsats og energi som små flyvende kjøretøy må bruke for å opprettholde stabiliteten, sier Fabian sa. "Hvis vi kan bygge inn passive mekanismer som tillater stabilitet og høy manøvrerbarhet, basert på holdning, kan vi i stor grad forbedre deres evner, og rekkevidden av atferd vi forventer av dem."

Et papir som beskriver arbeidet var nylig publisert i tidsskriftet Proceedings of the Royal Society B.

Redaktørenes anbefalinger

• AMD ønsker å bygge videre på AI med sin neste generasjon grafikkort
• Wing bygger større og mindre droner for flere leveranser
• Droner flyr under bakken i Japan, og her er grunnen
• NASAs Dragonfly-drone med åtte rotorer er på vei til Saturns største måne
• Droner som sprøyter gjørme kan brukes til å bygge hjem i katastrofeområder

Oppgrader livsstilen dinDigitale trender hjelper leserne å følge med på den fartsfylte teknologiverdenen med alle de siste nyhetene, morsomme produktanmeldelser, innsiktsfulle redaksjoner og unike sniktitter.