В Caltech создали робота-летучую мышь



    Умение летучих мышей летать в практически кромешной тьме, выполняя сложнейшие маневры, удивляло и озадачивало ученых сотни лет. Лишь относительно недавно специалисты выяснили, благодаря чему летучая мышь может ориентироваться в пространстве без помощи органов зрения. Тем не менее, восхищают специалистов не только навигационные способности этих животных, но и их мастерство полета.

    Летает мышь тихо, быстро, умеет практически мгновенно сменять направление движения. Если бы нечто подобное удалось создать человеку, науке и технике это дало бы многое. Инженеры и ученые долгое время изучают механику полета этих животных, стараясь воссоздать механизм полета мыши. Кое-кому это удается.

    На днях ученые из Caltech представили своего робота Bat Bot (B2), оснащенного мягкими составными крыльями с перепонками между остовом. Партнерами Caltech в проекте выступила команда специалистов из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне (UIUC, University of Illinois at Urbana-Champaign). «Конструкция этого робота поможет нам создавать более эффективные и безопасные дроны, также он помог нам помочь выяснить, как летают летучие мыши», — заявил Сун Джо Чунг (Soon-Jo Chung), один из участников проекта.


    Чунг, присоединившийся к команде Caltech, разработал робота-летучую мышь вместе с его экс-научным руководителем Алиреза Рамезани (Alireza Ramezani) и Сетом Хатчинсоном (Seth Hutchinson), профессором из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне.

    Вес робота составляет всего 93 грамма. Внешне он напоминает летучую мышь, по образу и подобию которой и был спроектирован. Размах крыльев — всего 30 сантиметров. Система в процессе полета может изменять форму крыльев за счет складывания или разворачивания «пальцев», изменения формы и положения запястий, ног и плеч. Специалисты считают, что летучая мышь — одно из наиболее (если не самое) сложно организованных животных, способных летать. Крылья летучей мыши могут менять очертания, причем механизм полета включает задействование нескольких типов суставов, способных фиксировать кости и мускулы или, наоборот, увеличивать количество свобод составляющих крыло костей.

    Принцип полета рукокрылых значительно отличается от принципа полета птиц Главная особенность заключается в гибкости и податливости крыла рукокрылых. Сильный изгиб крыла во время его хода вниз даёт гораздо большую подъёмную силу и сокращает затраты энергии, если сравнивать рукокрылых с птицами. При полете, во время движения крыла вниз у его передней кромки образуется завихрение воздуха, которое, по словам ученых, обеспечивает до 40% подъемной силы крыла. Поток воздуха начинается у передней кромки крыла, затем обходит его и снова возвращается во время обратного движения крыла вверх. Все это стало возможным за счет гибкости крыла, поскольку изгиб его позволяет держать завихрение вблизи поверхности крыла.


    Для того, чтобы робот мог летать, разработчики создали сложную аппаратно-программную систему. Данные об окружающей среде, собираемые дроном в процессе полета, обрабатываются в режиме реального времени. Контролирующее ПО получает эти данные и координирует работу дрона. Все это работает в автономном режиме, без участия оператора

    Скелетно-мышечная система крыльев летучей мыши может совершать более 40 движений в различных направлениях. «Результат нашей работы — один из наиболее совершенных на данный момент дизайн крыльев робота с морфологией летучей мыши, причем этот робот может лететь в автономном режиме», — заявил Рамезани. Конечно, этому роботу еще довольно далеко до реальной летучей мыши, которая прямо в воздухе может настичь насекомое, облететь вокруг него, схватить и съесть. Такая маневренность — дело будущего, хотя и довольно близкого.

    И действительно, крылья робота могут менять форму подобно тому, как это делают владельцы «прототипов». Сделать крыло подобного типа довольно сложно, для этого необходимо отлично разбираться в анатомических особенностях строения скелетно-мышечного аппарата летучих мышей. В качестве альтернативного коже материала инженеры создали пленку с толщиной всего 56 микрон, основой которой является силикон. Этот материал может растягиваться и сжиматься, почти так же хорошо, как и кожа, обтягивающая крылья летучих мышей.

    По словам разработчиков, летающие роботы-летучие мыши могут быть гораздо более энергоэффективными, чем обычные летательные аппараты. Роботы такого типа можно будет использовать в качестве альтернативы дронам. Причем, в отличие от большинства дронов, искусственные летучие мыши смогут быстрее менять направление полета. Плюс ко всему, они не будут такими опасными для человека (в плане возможности нанесения травм), как те же коптеры.
    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама
    Комментарии 14
    • +2
      Инженеры и ученые долгое время изучают механику полета этих животных, стараясь воссоздать механизм полета мыши. Кое-кому это удается.

      Посмотрел видео. Ну как-то даже не знаю…
      • 0
        Как-то я ожидал большего. Робот-то летает, но ничего из хвалебных описаный полета летучей мыши не демонстирует.
        • +1
          Если что, то за недорого продаётся вот такая штука: wowwee dragonfly. Это, конечно, стрекоза, а не мышка, но летает вполне отменно.
        • 0
          Странно как-то. Даже о картинкам и видео видно, что есть возможность уменьшить весь. К чему SD карта в металлическом держателе (есть eMMС, NAND и прочее), зачем такие габаритные разъемы?
          • 0
            Нужно учитывать, что это даже не предсерийный образец, а просто ходовой макет, proof of concept.
            И да, снова в полный рост вылезает отставание электродвигателей от мышечных приводов (на всех механизмах, требующих возвратно-поступательного движения, а не вращательного).
          • +2
            На Курском вокзале мужик продавал игрушки, летающие по подобному принципу, за 30 рублей. Принцип движения такой же, привод от скрученной резинки, траектория полёта как на видео один — в — один.
            • 0

              Этой конструкции лет немного поболее: советская промышленность выпускала точно такие же игрушки как минимум с восьмидесятых. Прекрасно помню резиномоторный махолет-голубь с пленочными крыльями и ручкой завода в районе… выхлопа, купленный мне году в 1987-88 в ГУМе. Причем тот вполне мог лететь и с набором высоты, пока хватало энергии резинки, потом планировал(или, что чаще, оставался висеть на дереве).

            • +1
              На видео нет полета — только потеря высоты, даром что крыльями машет…
              • 0

                Угу, я тоже удивился — какой такой полет? А еще говорят про какую-то сверх-эффективность и "альтернативу дронам" :) Для подобных заявлений должен применяться принцип "сначала добейся", то бишь построй рабочую модель, которая уже будет эффективней, чем коптер (или, по меньше мере, с такой же эффективностью), и тогда делай свои "сенсационные заявления".

              • 0
                это там, где работает Шелдон? )
                • 0
                  >>>На Курском вокзале мужик продавал игрушки, летающие по подобному принципу, за 30 рублей.
                  Робот делает не просто набор однотипных движений, это система с обратной связью которая анализирует достаточно много данных о своем положении, скорости, итп,
                  при этом также выдает управляющие сигналы на достаточно много исполнительных механизмов.

                  >>>На видео нет полета — только потеря высоты, даром что крыльями машет…
                  На первый взгляд полет довольно неуклюжий, но даже примерно сопоставив вес робота и площадь оперения, понятно что это не просто планирование, а довольно эффективная работа крылом весьма сложной конфигурации.
                  И судя по незавершенности прототипа вполне вероятно что данная демонстрация и не предполагала показать предельные возможности данной кинематики.
                  • +1
                    Да какая нафиг кинематика, какие управлящие сигналы, какой прототип.

                    Такого рода дроны на схеме машущего крыла уже черти сколько времени есть. Вот например —


                    (на полутора минутах полеты в квартире — красота)

                    Полет несопоставимо живее и естественнее чем у этой калтеховской поделки, стоит при этом копейки, и управляется с айфона простыми наклонами оного.
                    Так что хрень какую-то сделали в калтехе. Непонятной цели и смысла.
                    • 0
                      У калтеховского Bat Bot кинематика посложнее.
                      Предполагаю что и электроника тоже, а соответственно и фигуры которые можно реализовать в комплексе Bat Bot будут поинтереснее чем у просто махалок.

                      Это как сравнивать двухканальный детский соосник и профессиональную шести-каналку (радио вертолеты),
                      вроде и то и то летает но возможности принципиально отличаются.
                      • 0
                        https://youtu.be/JpYx2Bp7s94?t=35

                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.