Microflieri, ili minijaturni bežični roboti raspoređeni u velikom broju, ponekad se danas koriste za potrebe nadzora i praćenja velikih razmjera, kao što su ekološka ili biološka istraživanja. Zbog sposobnosti letača da se rasprše u zraku, mogu se raširiti i pokriti velika područja nakon što su ispušteni s jednog mjesta, uključujući i mjesta gdje je pristup inače težak. Osim toga, oni su manji, lakši i jeftiniji za postavljanje od više dronova.
Jedan od izazova u stvaranju učinkovitijih mikroletača bilo je smanjenje potrošnje energije. Jedan od načina za to, kao što su pokazali istraživači sa Sveučilišta Washington (UW) i Université Grenoble Alpes, jest riješiti se baterije. Inspirirani japanskom umjetnošću savijanja papira, origamijem, dizajnirali su programibilne mikroflajere koji se mogu raspršiti na vjetru i promijeniti oblik pomoću elektroničkog pokretanja. To se postiže aktuatorom na solarni pogon koji može proizvesti do 200 milinutona sile u 25 milisekundi.
"Razmišljajte o ovim malim letcima kao o senzorskoj platformi za mjerenje uvjeta okoline, poput temperature, svjetla i drugih stvari."
—VIKRAM IYER, SVEUČILIŠTE U WASHINGTONU
"Super stvar kod ovih dizajna origamija je to što smo stvorili način da mijenjaju oblik u zraku, potpuno bez baterija", kaže Vikram Iyer, računalni znanstvenik i inženjer na UW-u, jedan od autora. "To je prilično mala promjena u obliku, ali stvara vrlo dramatičnu promjenu u ponašanju pri padu... što nam omogućuje da dobijemo određenu kontrolu nad tim kako te stvari lete."
Prevrtanje i stabilna stanja: A) Origami mikroflier ovdje je u okretnom stanju i B) konfiguracija nakon slijetanja. Dok se spušta, letač se prevrće, s tipičnim uzorkom prevrtanja prikazanim na C. D) Origami mikroletač je ovdje u svom stabilnom stanju spuštanja. Raspon mjesta slijetanja letača, E, otkriva njegove uzorke raspršivanja nakon što je otpušten iz matične letjelice.
Ovo se istraživanje temelji na prethodnom radu istraživača objavljenom 2022., demonstrirajući senzore koji se mogu raspršiti u zraku poput sjemenki maslačka. Za trenutnu studiju, "cilj je bio postaviti stotine ovih senzora i kontrolirati gdje slijeću, kako bi se postigla precizna implementacija", kaže koautor Shyamnath Gollakota, koji vodi Mobile Intelligence Lab na WU. Mikroletači, svaki težak manje od 500 miligrama, mogu prijeći gotovo 100 metara uz lagani povjetarac, a bežično prenose podatke o tlaku zraka i temperaturi putem Bluetootha do udaljenosti od 60 metara. Nalazi grupe objavljeni su u Science Robotics ranije ovog mjeseca.
Gollakota kaže da je razlika u ponašanju dva origami stanja padanja bila slučajnost, kaže: "Kada je ravna, gotovo je poput lista koji se kotrlja [na] vjetru", kaže on. "Vrlo mala promjena od ravnog do malog zakrivljenja [čini] da pada poput padobrana u vrlo kontroliranom pokretu." U svom okretnom stanju, pri bočnim udarima vjetra, mikroletači postižu do tri puta veću udaljenost raspršivanja nego u svom stabilnom stanju, dodaje.
Ovaj krupni plan mikroflera otkriva elektroniku i sklopove na njegovoj gornjoj strani.
Bilo je i drugih sustava temeljenih na origamiju u kojima su korišteni motori, elektrostatički pokretači, legure s pamćenjem oblika i elektrotermalni polimeri, na primjer, ali oni nisu rješavali izazove s kojima su se suočavali istraživači, kaže Gollakota. Jedan je bio pronaći najbolju točku između mehanizma za aktiviranje koji je dovoljno jak da ne mijenja oblik bez okidanja, a opet dovoljno lagan da potrošnja energije bude niska. Zatim je morao proizvesti brzi prijelazni odgovor dok je padao na tlo. Konačno, trebalo je imati lagano rješenje za pohranu energije kako bi pokrenulo prijelaz.
Mehanizam, koji Gollakota opisuje kao "prilično zdravorazumski", ipak im je trebala godina da osmisle. U sredini origamija nalazi se stabljika koja se sastoji od solenoidne zavojnice (zavojnice koja djeluje kao magnet kada kroz nju prolazi struja) i dva mala magneta. Četiri zglobne šipke od karbonskih vlakana pričvršćuju stabljiku na rubove strukture. Kada se impuls struje primijeni na zavojnicu solenoida, on gura magnete jedan prema drugome, čineći da struktura škljocne u svoj alternativni oblik.
Sve što zahtijeva je maleni djelić snage, taman dovoljan da postavi magnete na odgovarajuću udaljenost jedan od drugoga kako bi magnetske sile mogle djelovati, kaže Gollakota. Postoji niz tankih, laganih solarnih ćelija za prikupljanje energije, koja je pohranjena u malom kondenzatoru. Krug je proizveden izravno na sklopivoj origami strukturi, a također uključuje mikrokontroler, mjerač vremena, Bluetooth prijemnik te senzore tlaka i temperature.
"Možemo programirati ove stvari da pokreću promjenu oblika na temelju bilo koje od ovih stvari - nakon fiksnog vremena, kada mu pošaljemo radio signal, ili, na visini [ili temperaturi] koju ovaj uređaj detektira", dodaje Iyer. Struktura origamija je bistabilna, što znači da joj nije potrebna nikakva energija za održavanje oblika nakon prijelaza.
Istraživači kažu da se njihov dizajn može proširiti na uključivanje senzora za razne aplikacije praćenja okoliša. "Razmišljajte o ovim malim letačima kao o senzorskoj platformi za mjerenje uvjeta okoline, poput temperature, svjetla i drugih stvari, [i] kako oni variraju kroz atmosferu", kaže Iyer. Ili mogu postaviti senzore na terenu za stvari kao što su digitalna poljoprivreda, studije povezane s klimatskim promjenama i praćenje šumskih požara.
U svom trenutnom prototipu, mikroletači mijenjaju oblik samo u jednom smjeru, ali istraživači ih žele natjerati da prelaze u oba smjera, kako bi mogli mijenjati dva stanja i još bolje kontrolirati putanju. Oni također zamišljaju roj mikroletača koji komuniciraju jedni s drugima, kontroliraju njihovo ponašanje i sami se organiziraju kako padaju i raspršuju se.
Članak je reproduciran na web stranici:https://spectrum.ieee.org/topic/robotics/#toggle-gdpr
Kliknite na donju poveznicu da biste pročitali više:
Roboti: Most koji povezuje AI s fizičkim svijetom
Reeman Robotics i budućnost kibernetičke sigurnosti: Odgovor na ICC kibernetički napad
Želite li znati više o robotima:https://deliveryrobotic.com/
robot, robotika, reeman , ai, robot za dostavu, autonomni robot za dostavu, tvornica, rukovanje, robot za rukovanje, agv robot, šasija robota, mobilni robot, autonomni mobilni robot, šasija mobilnog robota, agv, AMR , AMR robot, logistički robot, rukovanje robot, agv šasija, robot za dostavu paketa, roboti za tvorničku dostavu, roboti za dostavu materijala u radionici, transportni robot, portir robot, robot za dostavu namirnica, cartken robot, robot za dostavu dijelova, skladišni roboti, bespilotna dostava, robot za dostavu dokumenata, robot za dostavu kurirske službe, ured robot za dostavu, tvornica za preradu hrane, digitalna tvornica, tvornica odjeće