Инженеры из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне сконструировали автономного летающего робота, имитирующего летучую мышь. Статья опубликована в журнале Science Robotics.
Большинство существующих летающих роботов имитируют полет птиц или насекомых. Имитировать же полет летучих мышей гораздо труднее из-за сложной морфологии их крыльев: в их полете участвует около 40 суставов в крыльях. У летучих мышей очень специфичный, изменчивый характер полета, и по маневренности они превосходят и птиц, и насекомых.
О создании прототипа нового робота, названного Bat Bot, сообщалось еще в апреле 2016 года. Крылья робота представляют собой упрощенную версию крыльев летучей мыши. Вместо 40 суставов в крыле дрона находится всего 9, сделанных из легкого углеволокна. На скелет крыльев натянута очень тонкая силиконовая мембрана, имитирующая эластичную кожу крыльев летучей мыши. Эта мембрана позволяет роботу менять форму крыла, сохраняя при этом натяжение поверхности — способность, уникальная для летучих мышей.
Робот весит 93 грамма и приводится в движение крошечными двигателями, встроенными в его «позвоночник». На каждом суставе робота установлены сенсоры, регистрирующие положение суставов. Эти сенсоры имитируют чувствительные клетки, которые находятся в коже крыльев настоящих летучих мышей и регистрируют потоки воздуха, обтекающего крылья.
Во время испытаний робот смог выполнить виражи и резкое пикирование, сходное с тем, которое совершают летучие мыши во время охоты. Благодаря своей маневренности робот более устойчив к воздействию сильных ветров, чем другие дроны. В дальнейшем его создатели планируют научить его приземляться, чтобы он не тратил лишней энергии на непрерывный полет во время мониторинга, например, строительных площадок.
Софья Долотовская
Пока лишь со скоростью 1,6 миллиметра в секунду
Американские инженеры разработали робота, способного автономно передвигаться в толще сыпучего материала, проталкивая себя вперед с помощью двух конечностей, напоминающих плавники. В испытаниях робот продемонстрировал способность передвигаться в песке на глубине около 127 миллиметров со скоростью до 1,6 миллиметра в секунду. Статья опубликована в журнале Advanced Intelligent Systems. Сыпучие материалы, такие как песок, мягкие почвы, снег или лунный реголит, представляют собой довольно сложную среду для передвижения. Объекты, движущиеся в их толще, испытывают высокое сопротивление, возрастающее с глубиной погружения. Кроме того, сыпучая среда ограничивает возможности зондирования и обнаружения препятствий. Тем не менее инженеры пытаются создать роботов, способных передвигаться в таких условиях. Например, американские разработчики представили прототип робочервя, способного двигаться в толще песка. Для снижения сопротивления он выдувает перед собой воздух, и одновременно разматывает мягкую оболочку своей передней части, выталкивая ее вперед, в то время как остальное тело остается неподвижным. Это позволяет значительно снизить сопротивление движению. Однако для его работы требуется воздух, который приходится подводить с поверхности. Создать робота, который смог бы передвигаться в песке автономно, решили инженеры под руководством Ника Гравиша (Nick Gravish) из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Разработанный ими робот перемещается, проталкивая себя вперед через толщу сыпучей среды с помощью двух гибких конечностей, напоминающих плавники морской черепахи. Конечности состоят из пяти звеньев. Каждое звено способно вращаться относительно предыдущего, но углы их отклонений ограничиваются с помощью фиксаторов. В движение оба плавника приводятся через червячную трансмиссию с помощью единственного электромотора. При этом трансмиссия воздействует только на первые ближайшие к корпусу звенья. Благодаря фиксаторам, ограничивающим углы поворотов звеньев, при движении вперед конечности изгибаются, испытывая меньшее сопротивление среды, а при движении назад наоборот, распрямляются, позволяя роботу отталкиваться от песка. На концах конечностей разработчики поместили сенсоры, с помощью которых робот может обнаруживать расположенные сверху объекты. Корпус робота длиной около 26 сантиметров имеет прямоугольное сечение и утолщение в передней части, которое позволяет снизить сопротивление песка при движении. Нос робота заострен и имеет наклонную поверхность сверху, которая необходима для компенсации подъемной силы, возникающей при движении в песке. С этой же целью по бокам после проведенных тестов пришлось разместить два дополнительных наклонных неподвижных плавника, так как робот имел тенденцию задирать нос при движении под действием выталкивающей силы. Чтобы избежать попадания песчинок в механизм, конечности поместили в чехлы из нейлоновой ткани. Разработчики протестировали робота, погруженного на глубину 127 миллиметров в песок, сначала в небольшом искусственном резервуаре, а после в естественных условиях в песке на пляже. В сухом песке робот смог развить скорость 1,6 миллиметра в секунду. В более влажном песке на пляже робот двигался медленнее, со скоростью около 0,57 миллиметра в секунду. В будущем инженеры планируют увеличить скорость передвижения робота, а также научить его самостоятельно погружаться в песок. Ранее мы рассказывали об исследовании, в котором физики выяснили, что происходит со структурой песка при передвижении по нему с помощью прыжков. Они обнаружили, что при правильно подобранном времени задержки между приземлениями и новым толчком, можно увеличить высоту прыжка на 20 процентов и даже больше.