Бабки можуть бути ключем до дронів нового покоління

Природа здатна досконало вирішувати проблеми. Зрештою, у нього були мільярди років еволюційних ітерацій, щоб з’ясувати (обхідним шляхом), що працює, а що ні. З цієї причини дослідники часто шукайте відповіді у природному світі — навіть коли вони вирішують проблему, яка технологічно може бути досить новою.

Це те, що дослідники з британського Імперського коледжу Лондона використали під час недавнього проекту, спрямованого на пошук нових способів створення невеликих літальних апаратів, таких як дрони. Зокрема, вони хотіли знати, як краще створити літаючих роботів, які зможуть виконувати такі дії, як коригування польоту, коли вони збиваються з курсу. Який кращий спосіб зробити це, ніж вивчення скромної бабки?

«Бабки є частиною групи, що називається палеоптерами, які були одними з перших, хто відокремився, коли комахи почали літати кілька сотень мільйонів років тому», Сем Фабіан, науковий співробітник кафедри біоінженерії коледжу, розповів Digital Trends. «Вони не залишилися без змін за той час, але їхній чотирикрилий довгий план тіла загалом незмінний і, здається, добре їм служив. Бабки є відносно великими комахами, і всі вони є повітряними хижаками, коли дорослі, їм потрібно переслідувати та перехоплювати здобич, маневруючи, коли це необхідно. Результатом цього еволюційного тиску є [те, що] ми дивимося на добре налаштовану літальну машину, яка може нас багато чому навчити».

Таємниці бабки

Ентомологи вивчають комах багато років. Але те, що дає дослідникам явну перевагу в цьому в 2021 році, так це інструменти, які їм допоможуть. У цьому дослідженні імперські дослідники хотіли зібрати детальну інформацію про шлях щоб виправитися, бабки виконують рух, який називається «киданням», тобто сальто назад головою вниз в повітрі.

Щоб досягти цього, вони оснастили 20 бабок-стрілок крихітними магнітами та точками для відстеження руху, щоб вони може захопити в 3D детальну інформацію про те, як бабки виконують цю спритну частину акробатика. Вони також використовували надзвичайно високошвидкісні камери, щоб задокументувати рухи.

Вони виявили, що форма бабок є ключем до їх атлетизму. Насправді їхня форма така, що бабки навіть перекинуться направо в повітрі, коли вони втратять свідомість, а потім впадуть. Це було б схоже на те, що дрон втрачає потужність і все ще знаходить спосіб виправити свій курс.

«Ми схильні думати, що бабкам та іншим комахам доводиться постійно працювати, щоб підтримувати рівновагу під час польоту, обробляючи всіляку інформацію, [наприклад] зір», — сказав Фабіан. «Частково це пов’язано з їхніми невеликими розмірами, а це означає, що повітря здається їм щільнішим і покращує маневреність, але також ускладнює такі дії, як ковзання. Бабки, здається, знаходяться на межі цього ефекту, будучи відносно великими комахами, здатними використовувати пасивний механізми для ковзання та виправлення, але все ще здатні зависати та виконувати вражаючі подвиги маневреність. Це те, що ми можемо захотіти вбудувати в майбутні роботизовані конструкції — щоб вони могли використовувати пасив механізми стабільності, щоб бути більш надійними та використовувати менше сенсорної інформації, але також здатні виконувати великі подвиги, якщо необхідно».

Створення кращих роботів

Дослідники ще не перейшли до фактичного етапу створення роботизованої бабки. Але незалежно від того, чи є це в їхній дорожній карті, такі дослідження, які були б набагато складнішими всього кілька років тому, могли б допомогти визначити форму завтрашніх літаючих роботів.

«Основним потенційним застосуванням ідей нашої роботи було б скорочення обчислень зусиль і енергії, які малим літальним апаратам знадобиться для підтримки стабільності», – Фабіан сказав. «Якщо ми зможемо вбудувати пасивні механізми, які забезпечують стабільність і високу маневреність, базуючись на поставу, ми можемо значно розширити їхні можливості та діапазон поведінки, якої ми очікуємо їх».

Стаття з описом роботи була нещодавно опубліковано в журналі Proceedings of the Royal Society B.

Рекомендації редакції

• AMD хоче створити наступне покоління відеокарт на основі ШІ
• Wing створює більші та менші дрони для більшої кількості поставок
• У Японії дрони літають під землею, і ось чому
• Восьмироторний дрон NASA Dragonfly прямує до найбільшого супутника Сатурна
• Безпілотники-розпилювачі бруду можна використовувати для будівництва будинків у зонах лиха

Оновіть свій спосіб життяDigital Trends допомагає читачам стежити за динамічним світом технологій завдяки всім останнім новинам, цікавим оглядам продуктів, проникливим редакційним статтям і унікальним у своєму роді коротким оглядам.