Olika trollslända droppar Lin Lab
Naturen är en fulländad problemlösare. När allt kommer omkring har den haft miljarder år av evolutionär iteration för att ta reda på (på ett omvägande sätt) vad som fungerar och vad som inte fungerar. Av den anledningen forskare ofta titta på den naturliga världen för svar – även när de löser ett problem som tekniskt sett kan vara ganska nytt.
Innehåll
- Sländans hemligheter
- Bygger bättre robotar
Det är vad forskare från Storbritanniens Imperial College London utnyttjade under ett nyligen genomfört projekt avsett att hitta nya sätt att bygga små flygfordon som drönare. Specifikt ville de veta hur de bättre skulle kunna göra flygande robotar som kommer att kunna utföra åtgärder som att korrigera sin flygning när de hamnar ur kurs. Vilket bättre sätt att göra detta än att studera den ödmjuka trollsländan?
Rekommenderade videor
"Trollsländor är en del av en grupp, kallad paleoptera, som var bland de första som splittrades när insekter utvecklade sin flykt för några hundra miljoner år sedan."
Sam Fabian, en postdoktorand forskningsassistent vid högskolans avdelning för bioteknik, berättade för Digital Trends. "De har inte varit helt oförändrade under den tiden, men deras fyrvingade, långa kroppsplan är generellt konsekvent och verkar ha tjänat dem väl. Trollsländor är relativt stora insekter, och är alla luftrovdjur som vuxna, vilket kräver att de jagar och fångar upp byten, utmanövrerar när det behövs. Resultatet av detta evolutionära tryck är [att] vi tittar på en finjusterad flygmaskin som har mycket att lära oss."Sländans hemligheter
Entomologer har studerat insekter i många år. Men det som ger utredarna en tydlig fördel när de gör det 2021 är de verktyg som finns tillgängliga för att hjälpa dem. I denna studie ville de kejserliga forskarna samla in detaljerad information om vägen trollsländor utför en rörelse som kallas "pitching", ett slags upp och ner backflip, för att rätta sig i luften.
För att uppnå detta försåg de 20 trollsländor med små magneter och rörelsespårande prickar så att de kunde fånga, i 3D, detaljerad information om hur trollsländor utför denna kvicka bit av akrobatik. De använde också extrema höghastighetskameror för att dokumentera rörelserna.
De fann att trollsländornas form är nyckeln till deras atleticism. Faktum är att deras form är sådan att trollsländorna till och med vänder sig till rätta i luften när de görs medvetslösa och sedan tappas. Det skulle vara som att en drönare tappar kraften och fortfarande hittar ett sätt att korrigera sin kurs.
"Vi tenderar att tänka på att trollsländor och andra insekter måste arbeta konstant för att upprätthålla balansen medan de flyger, bearbeta all slags information [som] syn," sa Fabian. – Det beror dels på deras ringa storlek, vilket gör att luften känns tjockare för dem och gör manövrerbarheten högre, men det gör det också svårare att göra saker som att glida. Trollsländor ser ut att vara precis på gränsen för denna effekt, eftersom de är relativt stora insekter som kan använda passiva mekanismer för att glida och rätta till sig, men ändå kunna sväva och utföra imponerande bedrifter av manövrerbarhet. Det är sånt vi kanske vill bygga in i framtida robotdesigner - så att de kan använda passiva stabilitetsmekanismer för att vara mer robusta och använda mindre sensorisk information, men också kunna utföra stora bedrifter om nödvändig."
Bygger bättre robotar
Forskarna har inte gått vidare till projektets faktiskt-bygga-en-robot-trollslända-fasen ännu. Men oavsett om det finns på deras färdkarta, kan forskning som denna - som skulle ha varit mycket tuffare för bara några år sedan - hjälpa till att informera om formen på morgondagens flygande robotar.
"Den primära potentiella tillämpningen av insikter från vårt arbete skulle vara att minska beräkningen ansträngning och energi som små flygande fordon skulle behöva lägga för att upprätthålla stabiliteten, säger Fabian sa. "Om vi kan bygga in passiva mekanismer som möjliggör stabilitet och hög manövrerbarhet, baserat När det gäller hållning kan vi avsevärt förbättra deras kapacitet och utbudet av beteenden vi förväntar oss av dem."
Ett papper som beskrev arbetet var nyligen publicerad i tidskriften Proceedings of the Royal Society B.
Redaktörens rekommendationer
- AMD vill bygga vidare på AI med sin nästa generation grafikkort
- Wing bygger större och mindre drönare för fler leveranser
- Drönare flyger under marken i Japan, och här är varför
- NASA: s Dragonfly-drönare med åtta rotor är på väg till Saturnus största måne
- Drönare med lera kan användas för att bygga bostäder i katastrofområden
Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.
