211service.com
Robotų laumžirgių skrydis
Vieną dieną JAV kariuomenė tikisi stebėjimui panaudoti mažyčius skraidančius robotus su kameromis ir jutikliais. Tačiau tokie robotai turėtų sugebėti apeiti kliūtis, nešti svorį ir būti pakankamai efektyvūs, kad galėtų skristi ilgą laiką. Grupė tyrėjų mano, kad tokio roboto kūrimo raktas gali slypėti laumžirgyje.
Sparnų plakimas: Ulmo universiteto mokslininkai naudojo apie 10 centimetrų aukščio robotą laumžirgį, panardintą į skystį, kad išmatuotų oro pajėgas aplink plasnojančius laumžirgio sparnus. Žalios linijos aplink variklį yra nuo oro burbuliukų atsispindintys lazeriai, nurodantys sparnų sukuriamas aerodinamines kėlimo jėgas.
Laumžirgiai yra vienas iš nedaugelio būtybių, kurios skrisdamos naudoja keturis nepriklausomai valdomus sparnus, leidžiančius jiems sklandyti, smigti, sklandyti, judėti atgal ir greitai keisti kryptis. Siekdami suprasti tokius gebėjimus, Karališkojo veterinarijos koledžo Anglijoje ir Ulmo universiteto (Vokietija) mokslininkai sukūrė robotą laumžirgį, kuris matuoja srovės srautus virš sparnų ir po jų skirtingais atvartų ciklais. Nors dauguma laumžirgio sklandymo scenarijų nebuvo veiksmingi, komanda nustatė, kad jei apatiniai sparnai plaka šiek tiek į priekį už viršutinius, dvigubas sparnų rinkinys efektyviau generuoja kėlimą, sunaudoja 22 procentais mažiau galios pakelti tą patį svorį. kaip viena pora.
Vienintelis konkretus pranašumas, kurį gaunate keturiais sparnais, yra manevringumas ir galimybė pasiimti daiktus iš oro, sklandyti ir smigti aplinkui. Džonatanas Kaip MIT profesorius, dirbantis su skraidančiais robotais, bet nedalyvavęs laumžirgių projekte. Būtų tikrai nuostabu, jei galėtume sukurti kažką, kas būtų beveik tokio lygio. Jei galite pasiekti tokį patį pakėlimą esant mažesnei galiai, tai naudinga.
Nepaisant galimų pranašumų, maži skraidantys robotai, imituojantys laumžirgių judrumą, nebuvo sėkmingai sukurti, iš dalies dėl keturių sparnų aerodinamikos sudėtingumo, taip pat dėl gamybos problemų, susijusių su mažomis skraidančiomis mašinomis. Tačiau sparnų judėjimo ir oro pajėgų tyrimai, atskleidžiantys, kaip laumžirgiai pasiekia savo judrumą, gali padėti robotikams ilgainiui sukurti galingas, greitas skrajutes su keturiais sparnais.
Multimedija
Stebėkite roboto laumžirgio sparno judesį panardinus į aliejų.
Norėdami išmatuoti oro sroves, Ulmo mokslininkai robotą laumžirgį panardino į rezervuarą, pripildytą mineralinės alyvos ir apibarstytą oro burbuliukais. Du žali lazeriai susijungė ir atsispindėjo nuo oro burbuliukų, o didelės spartos kamera fotografuodavo 10–20 milisekundžių skirtumu. Lygindami vaizdus, mokslininkai apskaičiavo rezervuaro regionų srauto kryptį.
Kalbant apie keturių sparnų ir dviejų sparnų sistemas biomimetinėms mikro oro transporto priemonėms, tai yra kompromisas, sakoma. Fritzas-Olafas Lehmannas , Ulmo universiteto mokslininkas, dirbęs su tyrimu. Keturių sparnų sistemos trūkumai yra papildomos valdymo sistemos ir papildomos galios poreikis. Tačiau sistemoje su dviem sparnais turi būti numatyti būdai, kaip pakeisti sparnų plakimo kampą, amplitudę ir dažnį, kad būtų pakeistas kėlimas, sako Lehmannas. Ir atvirkščiai, su keturiais sparnais galite tiesiog pakelti vieną skrydžio sistemą prieš kitą, o tada pakeisti lifto gamybą, sako jis. Manau, kad tai labai palengvina mikro oro transporto priemonės kūrimą.
Kuriant autonominę mikro oro transporto priemonę, svarbus kiekvienas efektyvumas, sako Robertas Woodas , Harvardo universiteto profesorius, sukūręs vienus mažiausių skraidančių robotų. Galite argumentuoti, kad jei turite keturių sparnų transporto priemonę, turėsite daugiau [kontrolės], kuri padės jums stabilizuotis, sako jis.
Michaelas Dickinsonas , Caltech profesorius, dirbantis su skrydžio skrydžiu supratimu ir imitavimu, teigia, kad susidomėjimas laumžirgiais auga ir kad Lehmann dokumentas yra ne pirmasis, kuriame pateikiama tokia analizė, o vienas iš daugybės dokumentų. Nors tyrimas gali padėti suprasti subtilią keturių sparnų skrydžio aerodinamiką, Dickinsonas pabrėžia, kad mokslininkai vis tiek turi sukurti geresnę, lengvesnę bateriją, kuri maitintų transporto priemonę ir sukurtų veiksmingą valdymo sistemą.