비교 샷은 현재 Robobee 플랫폼의 상대적 크기를 보여줍니다. | 출처 : 하버드 대학교
거의 8 년 전 하버드 대학교 연구원들은 비행, 다이빙, 수영을 할 수있는 작은 하이브리드 로봇 인 로보비를 공개했습니다. 이제 Harvard Microrobotics Laboratory의 엔지니어는 Crane Fly에서 영감을 얻은 지금까지 가장 신뢰할 수있는 착륙 장비를 갖춘 Robobee를 복장했습니다.
로버트 우드Harry Lewis와 Marlyn McGrath John A. Paulson 공학 및 응용 과학부의 공학 및 응용 과학 교수바다), 팀을 이끌었습니다. 연구원들은 그들에게 주었다 나는 로봇 공기에서지면으로의 전환을 완화하는 데 도움이되는 길고 관절 다리 세트.
그들은 또한 Robobee에 업데이트를 장착했습니다 제어 장치 이는 접근 방식을 감속하여 부드러운 플로프 다운을 돕습니다.
이러한 개선은 로봇의 섬세한 압전 액추에이터를 보호하기위한 것입니다. 이것들입니다 에너지 밀도가 높은 “근육” 거친 착륙 및 충돌로 인한 외부 세력에 의해 쉽게 골절되는 항공편에 배치됩니다.
Robobee는 착륙에 더 나아집니다
랜딩은 로보비에게 부분적으로 작고 가벼워서 문제가되었습니다. 로봇의 무게는 10 그램의 그램에 불과하며 날개 길이는 3cm입니다. 이전의 반복은 플래핑 날개에서 공기 소용돌이의 결과로 상당한 접지 효과 또는 불안정성으로 어려움을 겪었습니다. 이것은 헬리콥터 프로펠러에 의해 생성 된 기본 대면 전직 유약과 매우 흡사합니다.
“이전에 착륙하러 가려면 차량을 조금 위로 끄고 그냥 떨어 뜨려 똑바로 안전하게 착륙 할 것을기도 할 것입니다.
팀의 종이 로봇의 컨트롤러 또는 뇌가 접지 효과에 접근에 적응하기 위해 개선 사항을 설명합니다. 이것은 공동 우선 작가이자 전 박사후 연구원 Nak-Seung Patrick Hyun이 이끄는 노력입니다. 현은 강성 표면뿐만 아니라 잎의 랜딩 테스트를 제어했습니다.
연구원들은 자연에서 영감을 얻습니다
“모든 비행 차량의 성공적인 착륙은 충격 전에 표면에 접근하고 충격 후 에너지를 빠르게 소산함에 따라 속도를 최소화하는 데 의존합니다.” 퍼듀 대학교. “Robobee의 작은 날개 플랩이 있더라도 표면에 가까이 날 때지면 효과는 무시할 수 없으며 튀어 오르고 넘어짐에 따라 영향을 받으면 상황이 악화 될 수 있습니다.”
이 실험실은 자연을 보았습니다. 기술적 인 비행과 다양한 지형에 우아한 착륙을위한 기계적 업그레이드를 고무 시켰습니다. 과학자들은 봄부터 가을까지 나오는 비교적 느리게 움직이는 무해한 곤충 인 크레인 파리를 선택했으며 종종 거대한 모기로 오인됩니다.
Chan은“플랫폼의 날개 길이 및 신체 크기의 크기와 규모는 크레인 파리와 상당히 비슷했습니다.
연구원들은 크레인 파리의 길고 공동 부속물이 곤충에게 착륙을 약화시킬 수 있다고 지적했다. 크레인 파리는 짧은 기간 동안 항공편이 더 특징입니다. 그들의 간단한 성인 수명의 대부분 (며칠에서 몇 주)은 착륙하고 이륙하는 데 소비됩니다.
표본 레코드를 고려합니다 하버드 비교 동물학 데이터베이스 박물관 인이 팀은 다양한 레그 아키텍처의 프로토 타입을 만들었습니다. 결국 크레인 플라이의 다리 세분화 및 관절 위치와 유사한 디자인에 정착했습니다. 이 실험실은 각 조인트의 강성 및 감쇠를 조정하기 위해 Harvard Microrobotics Lab에서 개척 된 제조 방법을 사용했습니다.
박사후 연구원이자 공동 저자 인 Alyssa Hernandez는 박사 학위를 받았으며, 그녀의 생물학 전문 지식을 프로젝트에 가져 왔습니다. 하버드의 유기체 및 진화 생물학과에서 곤충 운동을 연구했습니다.
“Robobee는 생물학과 로봇 공학의 인터페이스를 탐색하는 훌륭한 플랫폼입니다.”라고 그녀는 말했습니다. “놀라운 다양성의 곤충 내에서 생물학을 찾는 것은 로봇을 계속 개선 할 수있는 수많은 길을 제공합니다. 상호하게도, 우리는 이러한 로봇 플랫폼을 생물학적 연구를위한 도구로 사용할 수 있으며, 생체 역학적 가설을 테스트하는 연구를 생성 할 수 있습니다.”
연구원들은 Robobee 응용 프로그램을 미리 봅니다
현재 Robobee는 오프 보드 제어 시스템에 묶여 있습니다. 이 팀은 로봇 센서, 전원 및 제어 자율성을 제공하기 위해 차량을 확장하고 온보드 전자 장치를 통합하는 데 계속 집중할 것이라고 말했다. 이 세 가지 기술은 Robobee 플랫폼이 진정으로 이륙 할 수있게 해줄 것이라고 연구원들은 주장했다.
Wood는“장기 목표는 완전한 자율성이지만, 그 중에는 테 더디 장치를 사용하는 전기 및 기계 구성 요소에 대한 도전 과제를 해결해 왔습니다. “안전 테더는 의심 할 여지없이 우리의 실험을 방해하고 있었기 때문에 안전한 착륙은 그 테더를 제거하는 데 중요한 단계 중 하나입니다.”
Robobee의 크기와 곤충과 같은 비행 능력은 향후 적용에 흥미로운 가능성을 제공한다고 연구원들은 말했다. 여기에는 환경 모니터링 및 재난 감시가 포함될 수 있습니다.
Chan이 가장 좋아하는 잠재적 응용 중에는 인공 수분이 있습니다. 여기에는 수직 농장과 미래의 정원 주변에서 윙윙 거리는 Robobees의 무리가 포함됩니다.
Grant No. DGE 2140743에 따른 국립 과학 재단 (NSF) 대학원 연구 친교 프로그램은이 연구를 지원했습니다.
로보비가 잎에 착륙하는 복합 이미지. | 출처 : 하버드 대학교
게시물 하버드는 로보비에게 크레인 플라이에서 영감을 얻은 랜딩 장비를 장착합니다 먼저 나타났습니다 로봇 보고서.
