Vážky môžu byť kľúčom k dronom novej generácie

Príroda je dokonalým riešením problémov. Koniec koncov, má za sebou miliardy rokov evolučnej iterácie, aby sa zistilo (kruhovým spôsobom), čo funguje a čo nie. Z tohto dôvodu výskumníci často hľadajte odpovede v prírode – aj keď riešia problém, ktorý môže byť technologicky celkom nový.

To je to, čo výskumníci z britskej Imperial College London využili počas nedávneho projektu, ktorého cieľom bolo nájsť nové spôsoby budovania malých leteckých dopravných prostriedkov, ako sú drony. Konkrétne chceli vedieť, ako by mohli lepšie vyrobiť lietajúcich robotov, ktorí budú schopní vykonávať akcie, ako je korekcia letu, keď vychýlia z kurzu. Aký lepší spôsob, ako to urobiť, ako študovať skromnú vážku?

"Vážky sú súčasťou skupiny nazývanej paleoptera, ktorá bola medzi prvými, ktorí sa oddelili, keď sa pred niekoľkými stovkami miliónov rokov vyvinul hmyz." Sam Fabian, postdoktorandský výskumný pracovník na univerzitnom oddelení bioinžinierstva, povedal pre Digital Trends. "Za ten čas neboli úplne nezmenené, ale ich štvorkrídlový, dlhý tvar tela je vo všeobecnosti konzistentný a zdá sa, že im dobre slúžil." Vážky sú relatívne veľký hmyz a sú to všetky vzdušné predátory ako dospelí, čo od nich vyžaduje, aby prenasledovali a zachytávali korisť a v prípade potreby predbiehali. Výsledkom tohto evolučného tlaku je [to, že] sa pozeráme na jemne vyladený letový stroj, ktorý nás má veľa čo naučiť.“

Tajomstvo vážky

Entomológovia skúmali hmyz už mnoho rokov. Čo však dáva vyšetrovateľom výraznú výhodu, keď to robia v roku 2021, sú nástroje, ktoré sú k dispozícii, aby im pomohli. V tejto štúdii chceli imperiálni výskumníci zhromaždiť podrobné informácie o ceste vážky vykonávajú pohyb nazývaný „pitching“, druh prevrátenia hore nohami, aby sa napravili vo vzduchu.

Aby to dosiahli, vybavili 20 šípkových vážok malými magnetmi a bodkami na sledovanie pohybu tak, aby mohli zachytiť v 3D podrobné informácie o spôsobe, akým vážky vykonávajú tento svižný kúsok akrobacie. Na dokumentovanie pohybov použili aj extrémne vysokorýchlostné kamery.

Zistili, že tvar vážok je kľúčom k ich atletike. V skutočnosti je ich tvar taký, že sa vážky dokonca prevrátia priamo vo vzduchu, keď upadnú do bezvedomia a potom spadnú. To by bolo, ako keby dron strácal energiu a stále by našiel spôsob, ako opraviť svoj kurz.

"Máme tendenciu myslieť na vážky a iný hmyz, ktorí musia neustále pracovať na udržaní rovnováhy počas lietania a spracovávať všetky druhy informácií [napríklad] videnie," povedal Fabian. „Čiastočne je to spôsobené ich malými rozmermi, čo znamená, že vzduch im pripadá hustejší a zvyšuje ich manévrovateľnosť, ale tiež sťažuje veci, ako je kĺzanie. Zdá sa, že vážky sú len na hranici tohto efektu, sú relatívne veľkým hmyzom, ktorý je schopný používať pasívne mechanizmov, aby sa mohli kĺzať a napravovať, ale stále sa môžu vznášať a vykonávať pôsobivé výkony manévrovateľnosť. Toto je niečo, čo by sme mohli chcieť zabudovať do budúcich robotických návrhov – takých, aby boli schopné používať pasívne stabilizačné mechanizmy, aby boli robustnejšie a využívali menej zmyslových informácií, no zároveň dokázali vykonávať veľké výkony, ak nevyhnutné.”

Budovanie lepších robotov

Výskumníci ešte neprešli do fázy skutočného budovania robotickej vážky projektu. Ale bez ohľadu na to, či je to na ich cestovnej mape, takýto výskum - ktorý by bol pred niekoľkými rokmi oveľa náročnejší - by mohol pomôcť pri informovaní o tvare zajtrajších lietajúcich robotov.

„Primárnou potenciálnou aplikáciou poznatkov z našej práce by bolo zníženie výpočtov úsilie a energiu, ktorú by malé lietajúce vozidlá museli vynaložiť na udržanie stability,“ Fabian povedal. „Ak dokážeme zabudovať pasívne mechanizmy, ktoré umožnia stabilitu a vysokú manévrovateľnosť na držaní tela, môžeme výrazne zlepšiť ich schopnosti a rozsah správania, od ktorého očakávame ich.”

Nedávno bol vydaný dokument popisujúci prácu publikované v časopise Proceedings of the Royal Society B.

Odporúčania redaktorov

• AMD chce pri svojej ďalšej generácii grafických kariet stavať na AI
• Wing vyrába väčšie a menšie drony pre viac dodávok
• Drony lietajú pod zemou v Japonsku a tu je dôvod
• Osemrotorový dron Dragonfly NASA smeruje k najväčšiemu mesiacu Saturnu
• Blato rozprašujúce drony by sa mohli použiť na stavbu domov v oblastiach katastrof

Zlepšite svoj životný štýlDigitálne trendy pomáhajú čitateľom mať prehľad o rýchlo sa rozvíjajúcom svete technológií so všetkými najnovšími správami, zábavnými recenziami produktov, užitočnými úvodníkmi a jedinečnými ukážkami.