Οι μηχανικοί δημιουργούν ένα ρομπότ που μπορεί να πιάσει κλαδιά

Οι μηχανικοί δημιούργησαν ένα ρομπότ εμπνευσμένο από γεράκι που μπορεί να απογειώνεται, να προσγειώνεται, να αρπάζει κλαδιά όπως ακριβώς τα αληθινά πουλιά – ακόμα και να μαζεύει αντικείμενα στον αέρα.

Μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ ανέπτυξε το SNAG (Μόσχος αέρα με έμπνευση από τη φύση) που αναπαράγει την υπέροχη λαβή των πετραδιών.

Αντί για κόκκαλα, το SNAG διαθέτει έναν σκελετό με τρισδιάστατη εκτύπωση —που χρειάστηκαν 20 επαναλήψεις για να κυριαρχήσει— συν κινητήρες και πετονιά αντί για μύες και τένοντες.

Χάρη σε ένα drone quadcopter, το SNAG μπορεί να πετάξει για να πιάσει και να μεταφέρει αντικείμενα και να καθίσει σε διαφορετικές επιφάνειες.

Εκτός από τις κάμερες και τους αισθητήρες, το SNAG μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση του κλίματος, της άγριας ζωής και των φυσικών οικοσυστημάτων – ως μέρος των προσπαθειών για την πρόληψη των δασικών πυρκαγιών για παράδειγμα – καθώς και για τις προσπάθειες έρευνας και διάσωσης.

Ο εμπνευσμένος από τη φύση Grasper (SNAG, φωτογραφία) υιοθετεί το στερεότυπο που εμπνέεται από την εντυπωσιακή ανατομία της γροθιάς ενός πετρίτη

Το SNAG (αεροφόρα λαβή εμπνευσμένη από τη φύση) αντιγράφει την εντυπωσιακή λαβή ενός πετρίτη πετρίτη (φωτογραφία εδώ)

Το SNAG (αεροφόρα λαβή εμπνευσμένη από τη φύση) αντιγράφει την εντυπωσιακή λαβή ενός πετρίτη πετρίτη (φωτογραφία εδώ)

Πρόσφατες δοκιμές στο δάσος του Όρεγκον έχουν ήδη δείξει ότι μπορεί να προσγειωθεί και να απογειωθεί από κλαδιά δέντρων, με τη βοήθεια των τρισδιάστατων τυπωμένων νυχιών του.

Τι είναι το SNAG;

SNAG σημαίνει Nature Inspired Air Mask.

Είναι ένα ρομπότ που έχει την ικανότητα να προσγειώνεται παρόμοια με ένα γεράκι.

Αποτελείται από έναν τρισδιάστατο εκτυπωμένο σκελετό, καθώς και κινητήρες και πετονιά αντί για μύες και τένοντες.

Το SNAG περιλαμβάνει ένα drone quadcopter που του επιτρέπει να πετάει.

Όπως ένα πραγματικό πουλί, το SNAG μπορεί να απορροφήσει την ενέργεια κρούσης της προσγείωσης σε ένα κλαδί και να το μετατρέψει σε «δύναμη πίεσης» για να πάρει το κλαδί. Οι ίδιοι μηχανισμοί επιτρέπουν στο ρομπότ να μαζεύει αντικείμενα όπως μια τσάντα με φασόλια και μια μπάλα του τένις.

READ  Η πρόοδος συνεχίζεται στις δοκιμές του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb

Η δημιουργία περιγράφεται λεπτομερώς σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται σήμερα στο περιοδικό επιστήμη της ρομποτικής.

«Δεν είναι εύκολο να μιμηθεί κανείς πώς τα πουλιά πετούν και κουρνιάζουν», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης William Rodrik από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ.

Μετά από εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης, κάνει την απογείωση και την προσγείωση να φαίνονται αρκετά εύκολες, ακόμη και ανάμεσα σε όλες τις περιπλοκές και την ποικιλία των κλαδιών δέντρων που μπορεί να βρείτε σε ένα δάσος.

«Όπως τα πουλιά, [SNAG] Έχει δύο πόδια που μπορούν να κινηθούν ανεξάρτητα. Επίσης, όπως και τα πουλιά, αυτό το ρομπότ έχει συμπαγή σκελετό και δομή ποδιού που συμπεριφέρεται σαν οστά.

Τα πουλιά μπορούν να προσγειωθούν σχεδόν σε οποιοδήποτε κλαδί, είτε είναι στιβαρό, υγρό, καλυμμένο με βρύα ή σπαρμένο με κλαδιά – και η μηχανιστική επανάληψη αυτού ήταν πολύ ενδιαφέρον για τους μηχανικούς του Στάνφορντ.

Λένε ότι το SNAG βελτιώνει τα υπάρχοντα σχέδια εναέριων ρομπότ, τα οποία έχουν περιορισμένες δυνατότητες όταν πρόκειται να πιάνουν αντικείμενα στον πραγματικό κόσμο ή να κάθεται ενώ πετάει για εξοικονόμηση ενέργειας.

Το SNAG προσεγγίζει πολλαπλά υλικά προσγείωσης, όπως ξύλο, αφρό, γυαλόχαρτο και τεφλόν, όπως τα μακάο, και είναι το δεύτερο μικρότερο από όλα τα είδη παπαγάλων, βρήκαν ερευνητές, με βάση Προηγούμενη μελέτη Από το πουλάκι.

Το SNAG βελτιώνει τα υπάρχοντα σχέδια εναέριων ρομπότ με περιορισμένες δυνατότητες, όταν πρόκειται για το πιάσιμο αντικειμένων στον πραγματικό κόσμο ή το κάθισμα ενώ πετάει για εξοικονόμηση ενέργειας

Το SNAG βελτιώνει τα υπάρχοντα σχέδια εναέριων ρομπότ με περιορισμένες δυνατότητες, όταν πρόκειται για το πιάσιμο αντικειμένων στον πραγματικό κόσμο ή το κάθισμα ενώ πετάει για εξοικονόμηση ενέργειας

Και τα δύο πόδια SNAG διαθέτουν έναν κινητήρα για κίνηση εμπρός και πίσω και έναν άλλο κινητήρα για να χειρίζεται το κράτημα, εμπνευσμένο από τον τρόπο που οι τένοντες διασχίζουν τον αστράγαλο στα πουλιά.

READ  Δεν είμαστε μόνοι στο σύμπαν, λέει ο Διαχειριστής της NASA, Μπιλ Νέλσον, αφού εξέτασε μια αποχαρακτηριμένη αναφορά

Ο μηχανισμός λαβής στα πόδια του ρομπότ απορροφά την ενέργεια κρούσης της προσγείωσης και τη μετατρέπει παθητικά σε δύναμη λαβής.

Μόλις γύρω από ένα κλαδί, ο αστράγαλος του SNAG κλειδώνει και το επιταχυνσιόμετρο στο δεξί πόδι λειτουργεί έναν αλγόριθμο εξισορρόπησης για να το σταθεροποιήσει.

“Έχει κινητήρες που λειτουργούν σαν μύες και μεταδίδουν δυνάμεις μέσω των τενόντων”, είπε ο Rodrik.

Το SNAG γυρίζεται εδώ κατά τη διάρκεια διαφόρων σταδίων απογείωσης και προσγείωσης σε ένα κλαδί δέντρου κατά μήκος του εδάφους

Το SNAG γυρίζεται εδώ κατά τη διάρκεια διαφόρων σταδίων απογείωσης και προσγείωσης σε ένα κλαδί δέντρου κατά μήκος του εδάφους

Μόλις το ρομπότ χτυπήσει στο κάθισμα, το επιταχυνσιόμετρο στο πόδι ενημερώνει το ρομπότ ότι έχει επηρεάσει και ότι πρέπει να ξεκινήσει τη δική του διαδικασία εξισορρόπησης.

Στο αγροτικό Όρεγκον, ο Roderick έστειλε το SNAG κατά μήκος ενός σιδηροδρομικού συστήματος που εκτόξευσε το ρομπότ σε διαφορετικές επιφάνειες, σε προκαθορισμένες ταχύτητες και κατευθύνσεις, για να δει πώς θα αποδώσει σε διαφορετικά σενάρια.

Με το SNAG στη θέση του, ο Roderick επιβεβαίωσε επίσης την ικανότητα του ρομπότ να σηκώνει αντικείμενα που πετάγονται από το χέρι, συμπεριλαμβανομένου του εικονικού θηράματος, μιας τσάντας φασολιών και μιας μπάλας τένις.

Τέλος, ο Roderick και ο SNAG αποτόλμησαν στο κοντινό δάσος για μερικές πραγματικές εμπειρίες.

Στιγμιότυπα οθόνης της προσγείωσης SNAG (κάτω) σε σύγκριση με έναν παπαγάλο (πάνω) - το δεύτερο μικρότερο είδος παπαγάλου

Στιγμιότυπα οθόνης της προσγείωσης SNAG (κάτω) σε σύγκριση με έναν παπαγάλο (πάνω) – το δεύτερο μικρότερο είδος παπαγάλου

Το πείραμα ρομποτικού σχεδιασμού επέτρεψε επίσης στον Rodrik και την ομάδα του να μελετήσουν πώς οι πτυχές της ρεαλιστικής ανατομίας των πτηνών συμβάλλουν στο κάθισμα.

Ανακάλυψαν, για παράδειγμα, ότι δεν φαινόταν να υπάρχει σημαντική διαφορά στην απόδοση του καθίσματος μεταξύ των δύο κύριων τύπων σχηματισμού δακτύλων των ποδιών που συναντώνται στα πουλιά.

READ  Οι σκουληκότρυπες μπορεί να είναι πιο σταθερές από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως

Αυτοί οι δύο σχηματισμοί είναι γνωστοί ως ανισοδάκτυλος, που έχει τρία δάχτυλα μπροστά και ένα πίσω, σαν πετρίτης, και ζυγοδάκτυλος, που έχει δύο δάχτυλα μπροστά και δύο πίσω, σαν παπαγάλος.

Οι μελλοντικές εργασίες ανάπτυξης στο SNAG πιθανότατα θα επικεντρωθούν σε ό,τι συμβαίνει πριν από την προσγείωση, όπως η βελτίωση της επίγνωσης του ρομπότ για τις συνθήκες και τον έλεγχο πτήσης.

Μηχανικοί σχεδιάζουν τρισδιάστατο ρομπότ «μυρμήγκι» που μπορεί να περπατήσει στο χαρτί, να το αγκιστρώσει σαν το εκατοστό μου και να ζητήσει βοήθεια

Μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο της Notre Dame σχεδίασαν ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο ρομπότ «μυρμήγκι» που μπορεί να περπατήσει πάνω από το φύλλωμα, να δένει σαν σαρανταποδαρούσα και να καλεί οι ίδιοι για βοήθεια.

Ένα σμήνος από μυρμήγκια «ρομπότ» μήκους έξι ιντσών καταφέρνουν να ξεπεράσουν τα εμπόδια και το έδαφος μεμονωμένα, ενώνονται για να σχηματίσουν μεγαλύτερες αλυσίδες όταν δεν μπορούν να ολοκληρώσουν μια εργασία μόνα τους.

Κάθε ρομπότ μυρμήγκι είναι εξοπλισμένο με μικροελεγκτή και μπαταρία πολυμερούς λιθίου.

Είχαν επίσης έναν αισθητήρα φωτός LED στο μπροστινό μέρος για ειδοποίηση σμήνος και αισθητήρες μαγνητικής αφής και στα δύο άκρα που θα τους επέτρεπαν να σχετίζονται μεταξύ τους.

Η Yasemin Ozkan Aydin, καθηγήτρια ηλεκτρολόγων μηχανικών στο Πανεπιστήμιο της Notre Dame που έχει εργαστεί σε ρομποτικά έντομα, είπε στο SYFY Wire ότι πιστεύει ότι η καλύτερη χρήση τους θα ήταν στην εξερεύνηση του διαστήματος.

Διαβάστε περισσότερα: Το ρομπότ «Μυρμήγκι» μπορεί να ζητήσει βοήθεια και να αγκιστρωθεί σε σχήμα σαρανταποδαρούσας

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *