science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Luchtrobot die tijdens de vlucht kan veranderen

De Quad-Morphing-robot. Krediet:Valentin Rivière en Stéphane Viollet, Étienne Jules Marey Instituut voor Bewegingswetenschappen (CNRS / Aix-Marseille Université)

Franse onderzoekers hebben zich laten inspireren door vogels om een ​​luchtrobot te ontwerpen die zijn profiel tijdens de vlucht kan veranderen. Om zijn spanwijdte te verkleinen en door krappe ruimtes te navigeren, het kan zijn armen heroriënteren, die zijn uitgerust met propellers die het laten vliegen als een helikopter. Het maakt de weg vrij voor een nieuwe generatie grote robots die zich door nauwe doorgangen kunnen bewegen, waardoor ze ideaal zijn voor zowel verkennings- als zoek- en reddingsmissies.

Een wereldprimeur markeren, onderzoekers van het Étienne Jules Marey Instituut voor Bewegingswetenschappen (CNRS / Aix-Marseille Université) hebben zich laten inspireren door vogels om een ​​luchtrobot te ontwerpen die zijn profiel tijdens de vlucht kan veranderen. Om zijn spanwijdte te verkleinen en door krappe ruimtes te navigeren, het kan zijn armen heroriënteren, die zijn uitgerust met propellers die het laten vliegen als een helikopter. Het werk van de wetenschappers is het onderwerp van een artikel gepubliceerd in Zachte robotica (30 mei, 2018). Het maakt de weg vrij voor een nieuwe generatie grote robots die zich door nauwe doorgangen kunnen bewegen, waardoor ze ideaal zijn voor zowel verkennings- als zoek- en reddingsmissies.

Vogels en gevleugelde insecten hebben het opmerkelijke vermogen om tijdens de vlucht snel te manoeuvreren om obstakels te verwijderen. Een dergelijke extreme behendigheid is nodig om door krappe ruimtes en drukke omgevingen te navigeren, zoals bossen. Er zijn al miniatuurvliegmachines die kunnen rollen, toonhoogte, of anderszins hun vlieghouding veranderen om door kleine openingen te gaan. Maar vogels illustreren een andere strategie die net zo effectief is om door knelpunten te vliegen. Ze kunnen hun vleugels snel vouwen tijdens een snelle vlucht, het verkleinen van hun imposante spanwijdte, om gemakkelijk over de uitdagende paden te gaan die voor hen liggen.

Nagesynchroniseerde quad-morphing, de nieuwe robot heeft twee roterende armen die elk zijn uitgerust met twee propellers voor een helikopterachtige vlucht. Dankzij een systeem van elastische en stijve draden kan de robot de richting van zijn armen tijdens de vlucht veranderen, zodat ze loodrecht of evenwijdig aan zijn centrale as staan. Het neemt de parallelle positie in, halvering van zijn spanwijdte, om een ​​smal stuk te doorkruisen en schakelt dan terug naar de loodrechte positie om zijn vlucht te stabiliseren, allemaal vliegend met een snelheid van 9 km/u, wat behoorlijk snel is voor een luchtrobot. Krediet:Valentin Rivière en Stéphane Viollet, Étienne Jules Marey Instituut voor Bewegingswetenschappen (CNRS / Aix-Marseille Université)

Inzet van luchtrobots in krappe en rommelige gebieden voor zoek- en reddingsacties, verkennend, of kaartbewerkingen zullen steeds meer gemeengoed worden. Ze zullen in staat moeten zijn om veel obstakels te omzeilen en door vrij krappe doorgangen te reizen om hun missies te voltooien. Overeenkomstig, onderzoekers van het Étienne Jules Marey Instituut voor Bewegingswetenschappen (CNRS / Aix-Marseille Université) hebben een vliegende robot ontworpen die zijn spanwijdte tijdens de vlucht kan verkleinen om door een kleine opening te bewegen, zonder intensieve besturing zou dat te veel energie kosten en een robotplatform vereisen met een lage inertie (lichte en kleine robot).

Nagesynchroniseerde quad-morphing, de nieuwe robot heeft twee roterende armen die elk zijn uitgerust met twee propellers voor een helikopterachtige vlucht. Dankzij een systeem van elastische en stijve draden kan de robot de richting van zijn armen tijdens de vlucht veranderen, zodat ze loodrecht of evenwijdig aan zijn centrale as staan. Het neemt de parallelle positie in, halvering van zijn spanwijdte, om een ​​smal stuk te doorkruisen en schakelt dan terug naar de loodrechte positie om zijn vlucht te stabiliseren, allemaal vliegend met een snelheid van 9 km/u, wat behoorlijk snel is voor een luchtrobot.

Momenteel, het is de precisie van het Quad-Morphing stuurautomaatmechanisme dat de wendbaarheid van de robot bepaalt. De stuurautomaat activeert de heroriëntatie van de arm wanneer de robot een nauwe doorgang nadert, zoals bepaald door een 3D-lokalisatiesysteem dat op het instituut wordt gebruikt. De onderzoekers hebben de robot ook uitgerust met een miniatuurcamera die 120 foto's per seconde kan maken. In de toekomst, dit stelt Quad-Morphing in staat om onafhankelijk de grootte van de opening ervoor te beoordelen en indien nodig zijn vleugels dienovereenkomstig te vouwen. De testvluchten met de nieuwe camera beginnen deze maand.