Робот-колібрі з Пердью майже такий же спритний, як і справжній

У Західному Лафайєті, штат Індіана, відомий орнітолог Сіньян Денг простягає руку, щоб послужити платформою для чудового бірюзового і темно-зеленого колібрі. Він ширяє просто над її долонею, швидко б’ючи крилами, щоб утримати його в повітрі, але в іншому залишається абсолютно нерухомим. Хоча кілька видів птахів можуть ширяти таким чином, колібрі надзвичайно талановиті в цьому. Вони навіть здатні зависати над квіткою під час поривчастого вітру, постійно змінюючи своє положення таким чином, щоб залишатися поруч зі своєю метою. Це одна з причин, чому Ден ними так цікавиться.

Якщо не брати до уваги, що ми брешемо. Ну, типу того. Професор Сіньян Ден не є відомим орнітологом. Вона доцент кафедри машинобудування в Лабораторії біоробототехніки Університету Пердью, лабораторії, яка займається створенням наступного покоління роботів, натхненних природою. І колібрі Денга – це не справжній колібрі з плоті і крові. Це вражаюча роботизована репродукція справжньої істоти: вона не лише має такий самий розмір, форму і (завдяки спеціально розробленому корпусу) зовнішній вигляд, як і її натхненник, але й здатна на багато з тих самих подвигів, в тому числі і на ширяння. Хоча наразі він має бути прив’язаний до землі для забезпечення потужності і стабільності, команда, відповідальна за його створення, схвильована тим, що вони, можливо, нарешті розгадали один з найбільш незвичних способів польоту в природі.

“Колібрі – це унікальний вид, розмір якого знаходиться між комахами та іншими птахами, – сказав Денг в інтерв’ю Digital Trends. “Наближається літо, і ви можете побачити їх у себе на задньому дворі, як вони ширяють, пурхають і переслідують один одного. Вони можуть парити, як комахи, [використовуючи] високочастотні биття крил, а також можуть літати акробатично, як птахи, активно змінюючи свої крила. Більшість птахів не можуть парити, а більшість комах не можуть активно деформувати свої крила. Колібрі можуть робити і те, і інше, а їх стабільний і спритний політ робить їх маленькими літаючими чудесами природи. Якщо ви хочете побудувати невеликий [мікролітальний апарат] (MAV), який може досягти як зависання, так і високоманевреного польоту, колібрі – ідеальна тварина для вивчення”.

• Дайсон відкриває завісу над “надсекретним” проектом
• Майбутнє виробництва: Погляд у наступну еру виготовлення речей
• Майбутнє автоматизації: Роботи прийдуть, але вони не заберуть вашу роботу

Це, в двох словах, те, що робить Лабораторію біоробототехніки Пердью такою цікавою. Вона знаходиться на півдорозі між біологічною лабораторією і передовим центром робототехніки. Вона займається тим, що інженери часто називають “реінжинірингом”.

Моделюючи принципи пересування всього, від літаючих комах до риб, Лабораторія біоробототехніки Пердью хоче з’ясувати секрети найбільш вражаючих і ефективних тварин у світі – а потім перетворити ці знання на нових, біологічно натхненних роботів, здатних орієнтуватися в повітрі, на суші або в морі так, як попередні робототехніки навіть і не мріяли.

Повітряне диво

Робот “Колібрі” є останнім вражаючим прикладом цього. Оснащений лише двома приводами, він може здійснювати ширяння, відстеження траєкторії та цілий ряд вражаючих акробатичних маневрів у повітрі. Все це здійснюється у мініатюрному корпусі з такими ж розмірами, вагою та частотою помахів крил, як у звичайного великого колібрі (Eugenes fulgens).

“Він має крила з незалежним управлінням, як і [справжні тварини], що робить його дуже рухливим”.

“Він має крила з незалежним керуванням, як у справжніх тварин, що робить його дуже маневреним, – продовжив Денг. Кожне з цих крил може рухатися окремо, змінюючи свій напрямок вгору до 30 разів щосекунди. Змінюючи рухи кожного крила, навіть на хвилинну величину, робот-колібрі (hummingbird?) здатний демонструвати вражаючу динаміку польоту, яка далеко перевершує всі, окрім найспритніших дронів, безпілотники.

Крім того, двигуни крил робота можуть відчувати зміни в кінематиці крил, наприклад, коли вони зустрічають опір. Це дозволяє їм здійснювати динамічні коригування на льоту, щоб уникнути можливих пошкоджень крила. І це ще не всі його переваги.

“Воно безпечне на дотик, стійке до поривів і ударів і може впоратися зі значною втратою площі крила і зносом транспортного засобу”, – сказав Денг. “Він генерує підйомну силу, яка більш ніж удвічі перевищує його вагу, і може бути автономним, як тільки ми додамо батарею на борт. Він також має природний вигляд і може літати безшумно, що робить його гарною альтернативою або доповненням до звичайних безпілотників”.

Справжні колібрі проводять більшу частину свого часу за їжею. Вони витрачають дивовижну кількість енергії, яку необхідно постійно поповнювати, харчуючись квітковим нектаром, соком дерев, комахами та пилком. За умови, що Пердью зможе вирішити проблему з акумулятором, його робот-колібрі зможе використовувати свій час для набагато більш практичних застосувань.

Такі машини, як ця, “можуть співіснувати з людьми в майбутніх розумних містах”.

“Цей тип роботів можна використовувати в обмеженому або захаращеному просторі – наприклад, для навігації в приміщенні або пошуково-рятувальних [місій] в зруйнованих будівлях”, – сказала вона. Завдяки відсутності обертових лопатей квадрокоптера, робот також здатний взаємодіяти з людьми без ризику завдати їм шкоди. В результаті, Денг сказала, що такі машини, як ця, “можуть співіснувати з людьми в майбутніх розумних містах, і використовуватися в різних комерційних, промислових, оборонних додатках”.

Для шанувальників робототехніки це ще один приклад того, наскільки швидко роботи розвиваються у нас в 2019 році. І, мабуть, навіть найзапекліших технофобів дещо заспокоїть перспектива майбутнього, в якому небо буде заповнене сотнями роботів-колібрі. Як для науково-фантастичної антиутопії, це не так вже й погано!

Три окремі доповіді, що описують проект роботів-колібрі, будуть представлені на Міжнародній конференції з робототехніки і автоматизації 2019 року в Монреалі, Канада, наприкінці цього місяця.

Рекомендації редакторів

• Зустрічайте робота-пітчера, який змінює правила гри і може ідеально імітувати будь-який людський кидок
• Останній штрих: як вчені наділяють роботів тактильними відчуттями, подібними до людських
• Частково Термінатор, частково Тремор: Цей робот-черв’як вміє плавати по піску
• Еволюціонуючі, самовідтворювані роботи вже тут – але не хвилюйтеся про повстання
• Зустрічайте Ксеноботів: Живі, біологічні машини, які можуть зробити революцію в робототехніці

• HBO Max
• Спеціальні функції
• Що буде далі: Як технології допомагають суспільству знову відкритися після коронавірусу

Source: digitaltrends.com