แมลงปออาจเป็นกุญแจสำคัญของโดรนรุ่นต่อไป

ธรรมชาติคือตัวแก้ปัญหาที่สมบูรณ์ ท้ายที่สุดแล้ว ต้องใช้เวลานับพันล้านปีในการทำซ้ำเชิงวิวัฒนาการเพื่อค้นหา (ในลักษณะวงเวียน) ว่าอะไรได้ผลและอะไรไม่ได้ผล ด้วยเหตุนี้จึงมีนักวิจัยบ่อยครั้ง มองโลกธรรมชาติเพื่อหาคำตอบ — แม้ว่าพวกเขากำลังแก้ไขปัญหาที่อาจเป็นเรื่องใหม่ในทางเทคโนโลยีก็ตาม

นั่นคือสิ่งที่นักวิจัยจาก Imperial College London ของสหราชอาณาจักรนำมาใช้ในระหว่างโครงการล่าสุดที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหาวิธีใหม่ๆ ในการสร้างยานพาหนะทางอากาศขนาดเล็ก เช่น โดรน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาต้องการทราบว่าพวกเขาจะสร้างหุ่นยนต์บินได้ดีขึ้นได้อย่างไร โดยจะสามารถดำเนินการต่างๆ เช่น แก้ไขการบินเมื่อกระเด็นออกนอกเส้นทาง อะไรจะดีไปกว่าการศึกษาแมลงปอผู้ต่ำต้อย?

“แมลงปอเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มที่เรียกว่า Paleoptera ซึ่งเป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่แยกตัวออกเมื่อแมลงวิวัฒนาการการบินเมื่อประมาณหลายร้อยล้านปีก่อน” แซม ฟาเบียนผู้ร่วมวิจัยหลังปริญญาเอกในภาควิชาวิศวกรรมชีวภาพของวิทยาลัยบอกกับ Digital Trends “ในเวลานั้นพวกเขาไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปโดยสิ้นเชิง แต่โดยทั่วไปแล้วแผนลำตัวยาวสี่ปีกของพวกเขามีความสอดคล้องกันและดูเหมือนว่าจะช่วยพวกเขาได้ดี แมลงปอเป็นแมลงที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ และทุกตัวเป็นสัตว์นักล่าในอากาศเมื่อโตเต็มวัย โดยกำหนดให้พวกมันไล่ล่าและสกัดกั้นเหยื่อ และหลบเลี่ยงเมื่อจำเป็น ผลลัพธ์ของความกดดันด้านวิวัฒนาการนี้คือ [ว่า] เรากำลังดูเครื่องบินที่ได้รับการปรับแต่งอย่างประณีตซึ่งมีอะไรให้สอนเรามากมาย”

ความลับของแมลงปอ

นักกีฏวิทยาศึกษาแมลงมาหลายปีแล้ว แต่สิ่งที่ทำให้ผู้ตรวจสอบได้เปรียบอย่างชัดเจนเมื่อทำเช่นนั้นในปี 2564 คือเครื่องมือที่พร้อมให้ความช่วยเหลือพวกเขา ในการศึกษานี้ นักวิจัยของจักรวรรดิต้องการรวบรวมข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีการ แมลงปอทำการเคลื่อนไหวที่เรียกว่า "ขว้าง" ซึ่งเป็นการพลิกกลับหัวกลับหางไปทางขวา ในอากาศ.

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ พวกเขาได้ติดตั้งแมลงปอดาร์เตอร์ 20 ตัวด้วยแม่เหล็กเล็กๆ และจุดติดตามการเคลื่อนไหว สามารถจับภาพข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีการที่แมลงปอดำเนินการได้อย่างว่องไวในรูปแบบ 3 มิติ การแสดงผาดโผน พวกเขายังใช้กล้องความเร็วสูงเพื่อบันทึกการเคลื่อนไหว

พวกเขาพบว่ารูปร่างของแมลงปอเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้พวกมันแข็งแรง ที่จริง รูปร่างของมันทำให้แมลงปอจะพลิกตัวไปทางขวากลางอากาศเมื่อพวกมันหมดสติแล้วทิ้งไป นั่นคงเป็นเหมือนโดรนที่สูญเสียกำลังและยังคงหาทางแก้ไขวิถีของมัน

“เรามักจะนึกถึงแมลงปอและแมลงอื่นๆ ที่ต้องทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาสมดุลขณะบิน และประมวลผลข้อมูลทุกประเภท [เช่น] การมองเห็น” ฟาเบียนกล่าว “ส่วนหนึ่งเป็นเพราะขนาดที่เล็ก ซึ่งหมายความว่าอากาศจะหนาขึ้นสำหรับพวกมัน และทำให้มีความคล่องตัวสูงขึ้น แต่ยังทำให้ทำสิ่งต่าง ๆ เช่น การร่อนได้ยากขึ้นด้วย แมลงปอดูเหมือนจะอยู่ในขอบเขตของผลกระทบนี้ เนื่องจากเป็นแมลงที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ และสามารถใช้แบบพาสซีฟได้ กลไกในการเหินและปรับตัวเองให้ถูกต้อง แต่ยังคงสามารถลอยและทำผลงานได้อย่างน่าประทับใจ ความคล่องแคล่ว นี่คือสิ่งที่เราอาจต้องการสร้างในการออกแบบหุ่นยนต์ในอนาคต โดยที่พวกมันสามารถใช้แบบพาสซีฟได้ กลไกความเสถียรจะมีความแข็งแกร่งมากขึ้น และใช้ข้อมูลทางประสาทสัมผัสน้อยลง แต่ยังสามารถทำงานได้ดีเยี่ยมหาก จำเป็น."

การสร้างหุ่นยนต์ที่ดีขึ้น

นักวิจัยยังไม่ได้เข้าสู่ขั้นตอนการสร้างหุ่นยนต์และแมลงปอของโครงการเลย แต่ไม่ว่าสิ่งนี้จะอยู่ในแผนงานหรือไม่ การวิจัยเช่นนี้ซึ่งอาจยากกว่านี้มากเมื่อไม่กี่ปีก่อน สามารถช่วยแจ้งรูปร่างของหุ่นยนต์บินได้ในวันพรุ่งนี้

“การประยุกต์ใช้ข้อมูลเชิงลึกที่เป็นไปได้หลักจากงานของเราคือการลดการคำนวณ ความพยายามและพลังงานที่ยานพาหนะบินได้ขนาดเล็กจะต้องใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพ” ฟาเบียน พูดว่า. “หากเราสามารถสร้างกลไกแบบพาสซีฟที่ให้ความเสถียรและความคล่องตัวสูงได้ ในด้านท่าทาง เราสามารถปรับปรุงความสามารถของพวกเขาได้อย่างมาก และขอบเขตของพฤติกรรมที่เราคาดหวัง พวกเขา."

กระดาษอธิบายการทำงานเมื่อเร็ว ๆ นี้ ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the Royal Society B.

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• AMD ต้องการสร้าง AI ด้วยกราฟิกการ์ดรุ่นต่อไป
• Wing สร้างโดรนที่ใหญ่ขึ้นและเล็กลงเพื่อการส่งมอบที่มากขึ้น
• โดรนกำลังบินอยู่ใต้พื้นดินในญี่ปุ่น และนี่คือเหตุผล
• โดรนแมลงปอ 8 ใบพัดของ NASA กำลังมุ่งหน้าไปยังดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์
• โดรนพ่นโคลนสามารถใช้สร้างบ้านในพื้นที่ประสบภัยได้

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร