3 måter fremtidens droner vil være som insekter

Annonse

Ubemannede luftfartøyer (UAV) - eller droner 5 Fantastiske bruksområder for droner i fremtidenUbemannede luftkjøretøyer, mer ofte kalt droner, er nå beryktet for overvåkningsevnen, men som de fleste verktøy, avhenger nytten av en drone av hvem som har kontroll. Les mer , som de er mer kjent, er satt til å revolusjonere 7 bransjer er satt til å revolusjonereSyv bransjer som er klare og støttet til å bli (for det meste positivt) påvirket - om ikke revolusjonert - av droner. Les mer en rekke næringer. Enten for frakt, landbruk eller militær, noen ganger trenger du en maskin for å gjøre en manns jobb.

Etter hvert som droner blir mindre og mindre, må ingeniører være mer kreative for å pakke inn all nødvendig teknologi. Inspirasjon til noen av fremtidens nyskapende droner har begynt å komme inn fra en usannsynlig kilde: bugs.

Naturen er en utmerket ingeniør. Milliarder år med naturlig utvalg Se Grunnleggende om evolusjon og naturlig utvalg forklart i løpet av minutterYouTube-kanalen Stated Tydelig gjør et kort arbeid med å forklare evolusjon og relaterte konsepter. Les mer

har gjort insekter mer kvalifiserte enn noen annen skapning til å navigere i deres bestemte naturtyper. Når ingeniører ønsker å sette droner i lignende situasjoner, er det bare fornuftig å konsultere den opprinnelige eksperten - evolusjon.

La oss se på noen av måtene fremtidens bittesmå droner kan ligne på insekter.

Summende vinger

Bildet over viser en "robo-fly" ved kanten av en skilling. Dette er et produkt fra den amerikanske hæren - en den planlegger å bruke til skjult overvåkningsformål. Med en hastighet gjennom farlige innendørsrom på 20 meter per sekund, vil den lille dronen tillate spionasje med mindre risiko for menneskers liv.

Dette er en del av militærets Fast Lightweight Autonomy-program, som har som mål å utvikle nye algoritmer slik at små UAV-er kan navigere gjennom bygninger uten bruk av en fjernpilot eller GPS-veipunkter Slik fungerer GPS [MakeUseOf Explains]Som en ivrig gamer er jeg overrasket over sammenhengen mellom GPS-lignende funksjoner i moderne videospill og spredning av GPS-teknologi i hverdagen. Da jeg var liten var papirkart og kartografi ... Les mer .

"Rovfugler og flygende insekter viser hvilke muligheter vi ønsker for små UAV-er," Mark Micire, DARPAs programleder, fortalte CNN. “Goshawks, for eksempel, kan fly veldig fort gjennom en tett skog uten å slå i et tre. Mange insekter kan også dart og sveve med utrolig fart og presisjon. ”

Vingene til “robo-fly” er laget av zirkoniumtitanat, eller PZT, et materiale som klaffer og bøyes når spenningen tilføres.

Forskerteamet har vist at de kan skape løft ved hjelp av denne metoden, så strukturen har potensiale til å fly. Imidlertid kan det ta 10–15 år med ytterligere forskning for å utvikle stabilitetsalgoritmer før Hæren har en fullt funksjonell insektdrone.

Vannvandrende ben

Et forskerteam fra Seoul National University og Harvard har klart å lage en bitteliten robot som er i stand til å gå på vann og til og med hoppe fra overflaten uten å synke.

Selv om det ofte er assosiert med det overnaturlige, er det overraskende vanlig å gå på vann i den naturlige verden - og små insekter er spesielt gode på det. Et slikt insekt er vannstrengen, et firbeint medlem av Gerridae-familien. Den bruker overflatespenningen til vannet for å sitte uanstrengt på toppen uten å bryte gjennom - og det kan til og med hoppe vekk fra fare.

Forskerteamet studerte vannstiften for å bedre forstå hva den gjør, i håp om å etterligne oppførselen sin med en robot. Den største kampen, ifølge deres publiserte funn, var å oppnå et hopp uten å bryte overflatespenningen. Etter å ha observert et stort antall vannstridere og analysert bevegelsene deres, sprakk forskerne koden: vannet benene til benkene er svakt buede i endene, og bevegelsen i beina er roterende, noe som gjør at den kan hoppe uten å bryte gjennom vannet.

Resultatet er et robotinsekt som kan utøve opptil 16 ganger sin egen kroppsvekt på vannoverflaten uten å bryte gjennom, uten behov for svært komplekse kontroller. Disse maskinene kan brukes til å overvåke økologi, drepe virkelige insekter som mygg, eller stort sett alt annet som involverer stående vann.

Segmenterte øyne

Små droner er ikke bare ute etter insekter for lokomotivinspirasjon - synssystemene deres kan også være verdifulle. Mens insektvisjonen er langt fra HD, hjelper det dem å unngå kollisjoner mens de navigerer gjennom trange rom - noe små UAV-er trenger å kunne gjøre.

Noen har prøvd å ta opp problemet med kollisjoner med digitale kameraer, men de pleier ikke å blande godt med behovet for en liten og ekstremt lett pakke. En gruppe forskere ved Swiss Federal Institute of Technology tok nylig en annen tilnærming og utviklet en ny insektinspirert bevegelsessensor for UAV-er.

Det kunstige øyet veier bare to milligram og tar bare to kubikk millimeter, og det kan oppdage bevegelse i en rekke forhold fra et dårlig opplyst rom til sterkt sollys utendørs - tre ganger raskere enn faktisk flyging insekter.

Sensoren har en linse på toppen av tre elektroniske fotodetektorer i et trekantet mønster. Ved å kombinere målingene til hver av de individuelle fotodetektorene, kan enheten raskt bestemme hastigheten og retningen for enhver bevegelse i sitt synsfelt. Dette ligner veldig på hvordan innseglede segmenterte øyne fungerer, og tillater svært effektiv unngåelse av hindringer.

Algoritmer er allerede utviklet for å behandle signaler fra øyet, og de vil bli programmert til små bordbrikker for å beregne ting som avstand til gjenstander og hvor lang tid det er til et potensial kollisjon.

Hva synes du om denne insektinspirerte droneteknologien? Kan UAV-er lære andre triks fra naturen? Del tankene dine i kommentarene nedenfor!

Bildekreditt: Robotvesp av Linda Bucklin via Shutterstock, U.S. Army, Wikimedia Commons