3 manieren waarop drones van de toekomst als insecten zullen zijn

Advertentie

Onbemande luchtvaartuigen (UAV's) - of drones 5 geweldige toepassingen voor drones in de toekomstOnbemande luchtvaartuigen, beter bekend als drones, zijn nu berucht vanwege hun bewakingsmogelijkheden, maar zoals bij de meeste tools hangt het nut van een drone af van wie de controle heeft. Lees verder , zoals ze vaker worden genoemd, zijn zal revolutioneren 7 industriedrones gaan revolutionair veranderenZeven industrieën die klaar zijn en zich schrap zetten om (meestal positief) te worden beïnvloed - zo niet revolutionair - door drones. Lees verder een aantal industrieën. Of het nu voor de scheepvaart, de landbouw of het leger is, soms heb je een machine nodig om het werk van een man te doen.

Naarmate drones steeds kleiner worden, moeten ingenieurs creatiever zijn om alle benodigde technologie in te pakken. Inspiratie voor enkele van de meest geavanceerde drones van de toekomst begint uit een onwaarschijnlijke bron te komen: bugs.

De natuur is een uitstekende ingenieur. Miljarden jaren

natuurlijke selectie Zie de basisprincipes van evolutie en natuurlijke selectie in enkele minuten uitgelegdYouTube-kanaal Stated Clearly maakt korte metten met het uitleggen van evolutie en gerelateerde concepten. Lees verder hebben insecten beter gekwalificeerd dan enig ander wezen om door hun specifieke leefomgeving te navigeren. Wanneer ingenieurs drones in vergelijkbare situaties willen plaatsen, is het alleen logisch om de oorspronkelijke expert - evolutie - te raadplegen.

Laten we eens kijken naar enkele manieren waarop de kleine drones van de toekomst op insecten kunnen lijken.

Zoemende vleugels

De foto hierboven toont een "robovlieg" naast de rand van een dubbeltje voor schaal. Dit is een product van het Amerikaanse leger - een product dat het van plan is te gebruiken voor geheime bewakingsdoeleinden. Met een snelheid van 20 meter per seconde door gevaarlijke binnenruimtes zou de kleine drone spionage mogelijk maken met minder risico voor mensenlevens.

Dit maakt deel uit van het Fast Lightweight Autonomy-programma van het leger, dat tot doel heeft nieuwe algoritmen te ontwikkelen waarmee kleine UAV's door gebouwen kunnen navigeren zonder het gebruik van een piloot op afstand of GPS-waypoints Hoe GPS werkt [MakeUseOf Explains]Als een fervent gamer ben ik verrast door de correlatie tussen GPS-achtige functies in moderne videogames en de verspreiding van GPS-technologie in het alledaagse leven. Toen ik klein was, waren papieren kaarten en cartografie ... Lees verder .

"Roofvogels en vliegende insecten vertonen de mogelijkheden die we willen voor kleine UAV's," Mark Micire, programmamanager van DARPA, vertelde CNN. “Haviken kunnen bijvoorbeeld heel snel door een dicht bos vliegen zonder tegen een boom te botsen. Ook veel insecten kunnen met ongelooflijke snelheid en precisie schieten en zweven. ”

De vleugels van de "robovlieg" zijn gemaakt van zirkoniumtitanaat of PZT, een materiaal dat flappert en buigt wanneer spanning wordt aangelegd.

Het onderzoeksteam heeft aangetoond dat ze met deze methode een lift kunnen creëren, zodat de constructie kan vliegen. Het kan echter 10 tot 15 jaar extra onderzoek vergen om stabiliteitsalgoritmen te ontwikkelen voordat het leger een volledig functionele insectendrone heeft.

Waterwandelende benen

Een onderzoeksteam van de Seoul National University en Harvard is erin geslaagd een kleine robot te maken die op water kan lopen en zelfs van het oppervlak kan springen zonder te zinken.

Hoewel het vaak wordt geassocieerd met het bovennatuurlijke, is lopen op water verrassend gebruikelijk in de natuurlijke wereld - en kleine insecten zijn er bijzonder goed in. Een voorbeeld van zo'n insect is de waterstrider, een vierbenig lid van de Gerridae familie. Het gebruikt de oppervlaktespanning van het water om er moeiteloos bovenop te zitten zonder door te breken - en het kan zelfs weglopen van gevaar.

Het onderzoeksteam bestudeerde de waterstrider om beter te begrijpen wat hij doet, in de hoop zijn gedrag na te bootsen met een robot. De grootste strijd, volgens hun gepubliceerde bevindingen, was het bereiken van een sprong zonder de oppervlaktespanning te verbreken. Na het observeren van een groot aantal waterstriders en het analyseren van hun bewegingen, kraakten de wetenschappers de code: het water de benen van de schutter zijn aan de uiteinden licht gebogen en de beenbeweging is roterend, waardoor hij kan springen zonder door te breken het water.

Het resultaat is een robotinsect dat tot 16 keer zijn eigen lichaamsgewicht kan uitoefenen op het wateroppervlak zonder door te breken, zonder dat er zeer complexe controles nodig zijn. Deze machines kunnen worden gebruikt om de ecologie te bewaken, echte insecten zoals muggen te doden of vrijwel alles met stilstaand water.

Gesegmenteerde ogen

Kleine drones zijn niet alleen op zoek naar insecten voor locomotiefinspiratie - hun zichtsystemen kunnen ook waardevol zijn. Hoewel het zien van insecten verre van HD is, helpt het hen botsingen te voorkomen tijdens het navigeren door besloten ruimtes - iets wat kleine UAV's moeten kunnen doen.

Sommigen hebben geprobeerd het probleem van botsingen met digitale camera's aan te pakken, maar die passen niet goed bij de behoefte aan een klein en extreem lichtgewicht pakket. Een groep onderzoekers van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie heeft onlangs een andere benadering gekozen door een nieuwe op insecten geïnspireerde bewegingssensor voor UAV's te ontwikkelen.

Het kunstmatige oog weegt slechts twee milligram en neemt slechts twee kubieke millimeter in beslag en kan beweging detecteren in een verschillende omstandigheden, van een slecht verlichte kamer tot fel zonlicht buitenshuis - drie keer sneller dan daadwerkelijk vliegen insecten.

De sensor heeft een lens bovenop drie elektronische fotodetectoren in een driehoekig patroon. Door de metingen van elk van de individuele fotodetectoren te combineren, kan het apparaat snel de snelheid en richting van elke beweging in zijn gezichtsveld bepalen. Dit lijkt sterk op hoe de gesegmenteerde ogen van insecten werken en maakt het zeer efficiënt vermijden van obstakels.

Algoritmen zijn al ontwikkeld om signalen van het oog te verwerken, en zullen worden geprogrammeerd kleine ingebouwde chips om zaken als afstand tot objecten en de hoeveelheid tijd tot een potentieel te berekenen botsing.

Wat vind je van deze op insecten geïnspireerde dronetechnologie? Kunnen UAV's andere trucs uit de natuur leren? Deel uw mening in de onderstaande opmerkingen!

Afbeelding tegoed: Robot Wasp door Linda Bucklin via Shutterstock, U.S. Army, Wikimedia Commons