Схожі на ос дрони піднімають тяжкості, допомагаючи собі черевцем


Вам, можливо, відомо, що оси можуть промивати мозок тарганам або що їх укус – одне з найбільш хворобливих відчуттів на Землі, і що реальна наукова порада для тих, кого вжалила оса, полягає в тому, щоб просто валятися і кричати, поки біль не пройде. Менш відомий той факт, що оси здатні переносити несподівано великі вантажі для таких дрібних істот.

Мікродрони здатні піднімати лише власну вагу. Якщо нам треба створити літаючих роботів, здатних переносити важкі об’єкти, але нам не хочеться робити їх розміром з птеродактилів, інженерам доведеться придумати якісь нові способи для підняття вантажів. Тому розробники дронів звернулися за допомогою до ос, і розробляють творчі способи для використання нашого оточення в якості секретного зброї робототехніки.

Якщо оса кусає і вирубує здобич, яку не може підняти, вона ще тягне. Їй це дозволяє ароліум, подушечка на лапках, допомагає чіплятися за поверхню. Спільно з кігтями, аролиум дозволяє осам маніпулювати об’єктами, з якими вони не можуть просто полетіти. Тому вони жалять жертву, що перевищує їх за вагою.

Інженери хочуть, щоб дрони теж так вміли. Тому новий клас роботів FlyCroTugs копіює деякі особливості цих дратівливих літунів. З першого погляду ці роботи схожі на звичайні квадрокоптеры, що уміщаються на долоні. Їх секрет захований в їх черевці. Перебуваючи на землі, одна версія апарату використовує гачки, чіпляючись за опуклості і западинки поверхні, як оса кігтями, а інша використовує подушечку, прилипає до плоскої поверхні. Потім ці апарати можуть задіяти крихітну лебідку, за допомогою якої вони здатні підняти і тягнути вантаж, важче їх більш ніж в 40 разів.

Фізика гачків досить проста – фіксація з важелем. «Ми просто намагаємося вибудувати ці гачки поруч один з одним, щоб кожен з них знайшов свій виступ, і всі разом вони зможуть тягнути сильніше, ніж один гачок», — говорить робототехнік зі Стенфорда Метью Естрада, описує ці апарати в журналі Science Robotics.

Читайте також  Експрес-огляд продуктивності PostgreSQL 10.5 в новітніх хмарних сервісах Яндекс.Хмари

Фізика подушечки більш заплутана. Ця технологія створена під впливом лапок не ос, а гекона, і вона не особливо нова – стенфордський дослідники вже використали її, наприклад, для розробки захоплення, який коли-небудь зможе захоплювати космічний сміття на орбіті. Але діючі в ній сили можуть надати FlyCroTug здібності гекона і можливості підйому, порівнянні з комахами.

Цей трюк заснований на силах Ван-дер-Ваальса. На матеріалі у нижній частині апарата повно силіконових гребінців. Входячи в контакт з плоскою поверхнею по дотичній, гребінці шикуються в одному напрямку (див. анімацію нижче). «Вони всі лягають і приходять в дуже близький контакт з тим, до чого їх притиснули», — говорить Естрада. Контакт виходить таким близьким, що кожен гребінець починає притягатися до поверхні на молекулярному рівні. Оскільки їх дуже багато в матеріалі, ці сили підсумовуються і дають прекрасне прилипання.

Саме так гекони бігають по стінах, а FlyCroTugs здатний піднімати тяжкості, що перевищують його вага в 40 разів. Поки робот нерухомо знаходиться на поверхні, припустимо, столу, він може використовувати сили Ван-дер-Ваальса, піднімаючи лебідкою об’єкти, набагато більш важкі, ніж він сам. Наприклад, пляшку з водою.

Для підняття важких речей можна задіяти кілька таких крихітних роботів. Це може бути більш корисним, ніж просте масштабування дронів для збільшення їх енергії. Такий підхід може призвести до здешевлення їх виробництва і дозволить їм при необхідності проникати в невеликі простору. Кому потрібна маса, якщо можна взяти числом?

На відміну від попередніх моделей дронов, зроблених під впливом природних ідей, FlyCroTug надихається осою не тільки як літаючим тваринам, але й всією системою її роботи в цілому. «Літаючі комахи вміють не тільки літати, коли справа доходить до переміщення об’єктів», — говорить робототехнік з Калтеха Сун-Джо Чан, розробив дрон, схожий на кажана. Вони також здатні тягнути вантаж, який не можуть підняти в повітря. «Це дуже цікава інновація і доповнення до даної роботи».

Читайте також  Google+ RIP

Інакше кажучи, використання руху по поверхні або інших особливостей навколишнього середовища може допомогти зробити нових роботів краще. Велика частина роботів або котиться по землі, або літає по повітрю, не взаємодіючи з навколишнім середовищем. FlyCroTugs діє зовсім по-іншому: для збільшення своєї ефективності вони використовують навколишнє середовище. Поверхня може стати в нагоді не тільки для навігації, її можна використовувати, як інструмент для підйому вантажів.

Ця нова можливість підняття вантажів корисна не тільки для перетягування великих об’єктів. Два робота можуть працювати разом над такими складними маніпуляціями, як відкриття дверей. Перший дрон підбирається на позицію і засовує гачок із пружиною під двері. Другий робот чіпляє гачком за ручку. Потім другий робот, тримаючись за двері, тягне ручку вниз, поки перший відкриває двері.

Ідея в тому, що групи роботів-причеп можуть справлятися з завданнями, занадто важкими для окремих роботів. «Можна уявити собі окремих роботів як ходи в шаховій партії, — говорить Естрада. – Як можна прикласти ці сили в різних напрямках для виконання якої-небудь складної задачі?» Замість того, щоб завантажувати складними функціями одного витонченого і дорогого робота, в деяких випадках простіше буде займатися координацією роботи декількох ботів.

Або у якийсь момент дослідники можуть скомбінувати два цих походу – гачки для зачеплення грубих матеріалів, і подушечки для гладких – в одному дрон, добре працює на різних поверхнях.

Тільки не треба прилаштовувати йому жало. Давайте залишимо цей шлях недослідженим.

Степан Лютий

Обожнюю технології в сучасному світі. Хоча частенько і замислююся над тим, як далеко вони нас заведуть. Не те, щоб я прям і знаюся на ядрах, пікселях, коллайдерах і інших парсеках. Просто приходжу в захват від того, що може в творчому пориві вигадати людський розум.

You may also like...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *