Mikroflieres jeb miniatūri bezvadu roboti, kas izvietoti lielā skaitā, mūsdienās dažkārt tiek izmantoti liela mēroga uzraudzības un uzraudzības nolūkos, piemēram, vides vai bioloģiskajos pētījumos. Tā kā skrejlapas spēj izklīst gaisā, tās var izplatīties, aptverot lielas platības pēc nomešanas no vienas vietas, tostarp vietās, kur citādi ir grūti piekļūt. Turklāt tie ir mazāki, vieglāki un lētāk izvietojami nekā vairāki droni.
Viens no izaicinājumiem efektīvāku mikroflieru izveidē ir bijis enerģijas patēriņa samazināšana. Kā pierādījuši Vašingtonas Universitātes (UW) un Grenobles Alpu universitātes pētnieki, viens no veidiem, kā to izdarīt, ir atbrīvoties no akumulatora. Iedvesmojoties no japāņu papīra locīšanas mākslas origami, viņi izstrādāja programmējamus mikroflierus, kas var izkliedēties vējā un mainīt formu, izmantojot elektronisku iedarbināšanu. Tas tiek panākts ar saules enerģiju darbināmu izpildmehānismu, kas 25 milisekundēs var radīt līdz 200 miljonu tonnām spēka.
"Padomājiet par šiem mazajiem skrejlapām kā sensoru platformu, lai izmērītu vides apstākļus, piemēram, temperatūru, gaismu un citas lietas."
-VIKRAM AJER, VAŠINGTONAS UNIVERSITĀTE
"Šajos origami dizainos ir tas, ka mēs esam radījuši veidu, kā tie var mainīt formu gaisā, pilnīgi bez akumulatora," saka Vikrams Aijers, UW datorzinātnieks un inženieris, viens no autoriem. "Tās ir diezgan nelielas formas izmaiņas, taču tās rada ļoti dramatiskas izmaiņas krītošā uzvedībā, kas ļauj mums iegūt zināmu kontroli pār to, kā šīs lietas lido."
Svārstīšanās un stabili stāvokļi: A) Origami mikrolidmašīna ir krītošā stāvoklī un B) konfigurācija pēc nosēšanās. Nolaižoties lejā, skrejlapa krīt ar tipisku gājienu, kas parādīts attēlā C. D) Origami mikrolidmašīna atrodas stabilā nolaišanās stāvoklī. Lidmašīnu nosēšanās vietu klāsts E atklāj tā izkliedēšanas modeļus pēc tam, kad tie ir atbrīvoti no galvenā drona.
Šis pētījums balstās uz pētnieku iepriekšējiem darbiem, kas publicēti 2022. gadā, demonstrējot sensorus, kas var izkliedēties gaisā, piemēram, pienenes sēklas. Pašreizējā pētījumā "mērķis bija izvietot simtiem šo sensoru un kontrolēt, kur tie nolaižas, lai panāktu precīzu izvietošanu," saka līdzautors Shyamnath Gollakota, kurš vada mobilās izlūkošanas laboratoriju WU. Katrs mikrofliers sver mazāk par 500 miligramiem, vieglā vējā var nobraukt gandrīz 100 metrus un, izmantojot Bluetooth, bezvadu režīmā pārraidīt datus par gaisa spiedienu un temperatūru līdz 60 metru attālumam. Grupas atklājumi tika publicēti Science Roboticse agrāk šajā mēnesī.
Atklājot atšķirību abu origami stāvokļu krītošajā uzvedībā, Gollakota saka: "Kad tā ir plakana, tā ir gandrīz kā lapa, kas krīt [vējā]," viņš saka. "Ļoti nelielas izmaiņas no plakanas uz nelielu izliekumu [liek] tam nokrist kā izpletnim ļoti kontrolētā kustībā." Viņš piebilst, ka brūkošā stāvoklī sānu vēja brāzmās mikrolidmašīnas sasniedz līdz pat trīs reizēm lielāku izkliedes attālumu nekā stabilā stāvoklī.
Šis mikrofliera tuvplāns atklāj elektroniku un shēmas tās augšpusē.
Ir bijušas arī citas uz origami balstītas sistēmas, kurās, piemēram, ir izmantoti motori, elektrostatiskie izpildmehānismi, formas atmiņas sakausējumi un elektrotermiskie polimēri, taču tās neatrisināja problēmas, ar kurām saskaras pētnieki, saka Gollakota. Viens no tiem bija atrast jauko vietu starp iedarbināšanas mehānismu, kas ir pietiekami spēcīgs, lai nemainītu formu bez iedarbināšanas, tomēr pietiekami viegls, lai uzturētu zemu enerģijas patēriņu. Pēc tam tai bija jārada ātra pārejas reakcija, vienlaikus nokrītot uz zemes. Visbeidzot, lai aktivizētu pāreju, tajā bija jābūt vieglam enerģijas uzglabāšanas risinājumam.
Mehānismam, ko Gollakota raksturo kā "diezgan saprātīgu", viņiem bija vajadzīgs gads, lai izdomātu. Origami vidū ir kāts, kas sastāv no solenoīda spoles (spoles, kas darbojas kā magnēts, kad caur to iet strāva) un diviem maziem magnētiem. Četri eņģes oglekļa šķiedras stieņi piestiprina kātu pie konstrukcijas malām. Kad solenoīda spolei tiek pievadīts strāvas impulss, tas spiež magnētus vienu pret otru, padarot struktūru alternatīvā formā.
Viss, kas tam nepieciešams, ir niecīga jauda, tikai tik daudz, lai magnētus novietotu pareizajā attālumā vienu no otra, lai magnētiskie spēki darbotos, saka Gollakota. Ir virkne plānu, vieglu saules bateriju enerģijas iegūšanai, kas tiek glabāta nelielā kondensatorā. Ķēde ir izgatavota tieši uz salokāmas origami struktūras, un tajā ietilpst arī mikrokontrolleris, taimeris, Bluetooth uztvērējs un spiediena un temperatūras sensori.
"Mēs varam ieprogrammēt šīs lietas, lai izraisītu formas izmaiņas, pamatojoties uz jebkuru no šīm lietām — pēc noteikta laika, kad mēs nosūtām tai radio signālu vai augstumā [vai temperatūrā], ko šī ierīce nosaka," piebilst Ijers. Origami struktūra ir bistabila, kas nozīmē, ka tai nav nepieciešama enerģija, lai saglabātu formu pēc pārejas.
Pētnieki saka, ka to dizainu var paplašināt, iekļaujot sensorus dažādiem vides uzraudzības lietojumiem. "Padomājiet par šīm mazajām skrejlapām kā sensoru platformu, lai izmērītu vides apstākļus, piemēram, temperatūru, gaismu un citas lietas, [un] to, kā tie atšķiras visā atmosfērā," saka Ijers. Vai arī viņi var izvietot sensorus uz vietas tādām lietām kā digitālā lauksaimniecība, ar klimata pārmaiņām saistīti pētījumi un meža ugunsgrēku izsekošana.
Pašreizējā prototipā mikrolidmašīnas maina formu tikai vienā virzienā, taču pētnieki vēlas, lai tie pārietu abos virzienos, lai varētu pārslēgt abus stāvokļus un vēl labāk kontrolēt trajektoriju. Viņi arī iedomājas, ka mikroflieru bars sazinās savā starpā, kontrolē savu uzvedību un paši organizē, kā viņi krīt un izklīst.
Raksts ir reproducēts tīmekļa vietnē:https://spectrum.ieee.org/topic/robotics/#toggle-gdpr
Lūdzu, noklikšķiniet uz tālāk esošās saites, lai uzzinātu vairāk:
Roboti: tilts, kas savieno AI ar fizisko pasauli
Reeman Robotics un kiberdrošības nākotne: atbilde uz ICC kiberuzbrukumu
Mūsdienu robotu plānošanas sistēmu un REEMAN ROBOTICS novatorisko centienu padziļināta izpēte
Vai vēlaties uzzināt vairāk par robotiem:Skatīt šeit: https://deliveryrobotic.com/
robots,robotika,reeman,ai,piegādes robots,autonomais piegādes robots,rūpnīca,apstrādes,kravu robots,agv robots,robota šasija,mobilais robots,autonoms mobilais robots,mobilā robota šasija,agv,AMR,AMR robots,loģistikas robots,apstrāde robots, agv šasija, paku piegādes robots, rūpnīcas piegādes roboti, darbnīcu materiālu piegādes roboti, transporta robots, porteris robots, pārtikas preču piegādes robots, ratiņu robots, detaļu piegādes robots, noliktavas roboti, bezpilota piegāde, dokumentu piegādes robots, kurjera piegādes robots, birojs piegādes robots, pārtikas pārstrādes rūpnīca, digitālā rūpnīca, apģērbu rūpnīca