Беспилотники привлекли к изучению летучих мышей
Авторы проекта Erebus рассказали об испытаниях беспилотника самолетного типа для записи сигналов летучих мышей. Исследователи подобрали наиболее оптимальную точку для установки датчиков на выносной штанге, чтобы снизить шум от ротора летательного аппарата. Подробнее можно прочитать на сайте проекта.
В зоологии существует специальный раздел биоакустика, который занимается изучением сигналов и тонкостей общения животных. Для изучения звуковых сигналов животных обычно используется звукозаписывающая аппаратура, установленная стационарно, однако в случае с летучими мышами это не очень удобно. Так и появился Erebus, которым с 2014 года занимаются два британца: инженер Том Мур и эколог Том Аугуст.
Для записи сигналов летучих мышей исследователи использовали квадрокоптер, радиоуправляемую лодку и беспилотник самолетного типа. Лодка лучше всего подходит для этих целей из-за практически отсутствующего шума, однако отличается от летающих аппаратов низкой скоростью и маневренностью, поэтому в последнее время британцы экспериментировали с беспилотником самолетного типа.
Сначала авторы проекта пытались построить подходящий беспилотник самостоятельно, однако затем в качестве платформы выбрали китайский беспилотный летательный аппарат X-UAV Talon, на который установили датчики. Для того, чтобы снизить уровень шума пропеллера на записи, исследователи экспериментировали с установкой датчика на выносном стержне впереди летательного аппарата.
В результате исследователи обнаружили, что самая тихая точка оказалась всего в пяти сантиметрах перед дроном, в то время как на расстоянии в 15 сантиметров звук от пропеллера становится громче. Авторы проекта не уверены, почему у них получились именно такие результаты звукозаписи, но предполагают, что дело в частичном блокировании шума ротора конструкцией самого беспилотника. В ближайшем будущем исследователи планируют начать полевые испытания беспилотника.
Ранее авторы проекта Erebus уже успешно испытали установку датчиков на квадрокоптер, самостоятельно передвигавшийся по заданному маршруту. Дрон прошел по маршруту из 5 точек на высоте в 50 метров и провел в воздухе 15 минут. За время испытаний квадрокоптер смог уловить звук ультразвуковых излучателей, которые имитировали сигналы летучих мышей.
Беспилотники не впервые используются биологами для наблюдения за природой. Ранее инженеры из Высшей технической школы Цюриха и Швейцарского федерального института исследования леса, снега и ландшафтов создали дрона, который умеет заглядывать в дупла, а исследователи из Геттисбергского колледжа (Пенсильвания, США) предложили использовать малые беспилотники для подсчета птиц в труднодоступных районах.
При этом он может взаимодействовать с хрупкими объектами, не повреждая их
Американские инженеры создали простой и недорогой киригами-манипулятор. Он представляет собой лист материала со множеством прорезей, образующих определенный рисунок, благодаря которому при растяжении лист выгибается, образуя купол со смыкающимися лепестками. С помощью манипулятора можно точно взаимодействовать с ультратонкими и хрупкими объектами, не повреждая их, а также поднимать грузы в 16000 раз тяжелее собственной массы захвата. Статья с описанием конструкции опубликована в журнале Nature Communications. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Все попытки инженеров разработать универсальный мягкий манипулятор для роботов, который смог бы совместить в себе одновременно высокую точность и способность поднимать тяжелые предметы, обычно упираются в компромисс между гибкостью, прочностью и точностью захвата объектов. К примеру, мягкий манипулятор ROSE, напоминающий своей формой цветок, имеет довольно высокое значение отношения грузоподъемности к собственной массе и способен захватывать хрупкие предметы, не нанося им вреда, например, куриное яйцо. Однако из-за особенной формы и способа срабатывания он не может захватывать слишком мелкие объекты, такие как нити и тонкие листы. Инженеры под руководством Цзе Иня (Jie Yin) из Университета Северной Каролины предложили конструкцию манипулятора, которая способна решить эту проблему. В ее основе лежит японская техника складывания и вырезания бумаги киригами. Манипулятор изготавливается из тонкого листа полиэтилентерефталата (PET) толщиной 127 микрометров, в котором с помощью лазера делается множество узких прорезей по определенному паттерну. Благодаря этим прорезям при растяжении в перпендикулярном направлении лист выгибается, принимая форму, напоминающую шаровидную клетку, состоящую из двух половин в виде смыкающихся лепестков. Для срабатывания захвата достаточно лишь растянуть его в одном направлении, поэтому манипулятор можно использовать как дополнение к уже существующим моделям роборук и протезам без серьезных переделок. Давление, с которым половинки захвата воздействуют на объект, составляет всего около 0,05 килопаскаля. Это позволяет безопасно поднимать очень мягкие и хрупкие объекты с близкой к нулю жесткостью. Авторы экспериментировали с каплями воды, кетчупом, сырым яичным желтком, икрой, пудингом, а также с мягкими живыми организмами, такими как медузы. Сетчатая структура манипулятора подходит и для манипуляций с острыми объектами, например, медицинскими иглами. Они проходят сквозь прорези в материале, никак не влияя на целостность и функциональность манипулятора. Манипулятор может очень точно взаимодействовать с тонкими гибкими предметами, к примеру, с нитями толщиной 2 микрометра, что меньше толщины человеческого волоса в 40 раз, и с тонкими листами до 4 микрометров. Для демонстрации точного взаимодействия с объектами в бытовых условиях, инженеры прикрепили манипулятор к концам эффекторов протеза. Оказалось, что с помощью такого дополнения можно легко выполнять действия, иначе конструктивно недоступные для протеза. Брать очень мелкие предметы с поверхности, например, ягоды винограда, не повреждая их, и переворачивать страницы книги. Одновременно с высокими характеристиками точности и способностью взаимодействовать с очень хрупкими объектами, манипулятор обладает рекордным значением отношения массы полезной нагрузки к собственной массе. Масса захвата составляет всего 0,4 грамма, однако оказалось, что он способен поднимать объекты в 16000 раз тяжелее себя. Это, по словам авторов, в 2,5 раза превосходит предыдущий рекорд, который составлял 6400. https://www.youtube.com/watch?v=xfI5V6SuO60&t=1s Материал для захвата можно использовать биоразлагаемый. В этом случае его можно применять для задач, ограниченных по времени и числу применений, к примеру, для биомедицинских целей в качестве одноразового устройства. Техника оригами также часто используется в робототехнике. Например, японский инженер использовал ее для создания механического одноразового захвата, полностью состоящего из обычной офисной бумаги.