Industrie

Onderzoekers ontwikkelen een revolutionaire luchtrobot die is geïnspireerd door vleermuizen

Onderzoekers ontwikkelen een revolutionaire luchtrobot die is geïnspireerd door vleermuizen


Vleermuizen hebben de meest geavanceerde vluchtmechanismen van alle dieren. Ondanks hun schijnbaar roekeloze vliegroutes zijn vleermuizen een van de meest precieze vliegende wezens op aarde. Hun vermogen om snel en met grote nauwkeurigheid van richting te veranderen, heeft wetenschappers jarenlang geïntrigeerd. Hoewel het ongelooflijk moeilijk is om de complexe vleugelbewegingen die een vleermuis gebruikt om te vliegen, opnieuw te creëren.

Het ontwerpen van een drone met de behendigheid van een vleermuis is ongelooflijk moeilijk gebleken voor robotici om te recreëren. Volgens een nieuw artikel dat is gepubliceerd door Caltech-professor en Jet Propulsion Laboratory-onderzoeker Soon-Jo Chung, is de prestatie echter volbracht.

Gevleugelde wezens zijn geen nieuw wonder voor de robotluchtvaart. Jarenlang hebben ingenieurs de vlucht van vogels en insecten kunnen nabootsen met robotachtige tegenhangers. Vleermuizen zijn ongelooflijk ingewikkeld - met meer dan 40 gewrichten in hun vleugels, die tot nu toe dezelfde vliegvaardigheden van een vleermuis hebben nagebootst - tot nu toe.

Onderzoekers van Caltech en de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign (UIUC) hebben de eerste robotvleermuis ontworpen die met bijna dezelfde betrouwbaarheid vliegt als een echte vleermuis. De "Bat Bot", zoals hij wordt genoemd, heeft zachte, gearticuleerde vleugels die in staat zijn om de complexe bewegingen van een echte vleermuis na te bootsen. Het nieuwe ontwerp vereenvoudigt de complexe samenstelling van 40 gewrichten tot een redelijke negen.

De Bat Bot is gemaakt van koolstofvezelbotten en 3D-geprinte kokerverbindingen die slechts wegen93 gram. Het ongelooflijk dunne membraan op siliconenbasis strekt zich uit over een spanwijdte van bijna een voet. Zijn complexe vleugels kunnen buigen, strekken en draaien bij zijn schouder, ellebogen, polsen en benen.

"Dit robotontwerp helpt ons om veiligere en efficiëntere vliegende robots te bouwen, en geeft ons ook meer inzicht in de manier waarop vleermuizen vliegen", zegt Soon-Jo Chung, universitair hoofddocent lucht- en ruimtevaart en Bren Scholar bij de afdeling Engineering and Applied Science van Caltech, en Jet Propulsion Laboratory onderzoekswetenschapper. (Caltech beheert JPL voor NASA.)

Het vermogen van de robot om elke vleugel afzonderlijk te bewegen en tegelijkertijd de vorm van de vleugel te veranderen, stelt hem in staat om de complexe manoeuvres uit te voeren waar echte vleermuizen om bekend staan. Bovendien geeft zijn vermogen om zijn vliegeigenschappen te manipuleren het extra voordeel dat het zijn efficiëntie, snelheid en behendigheid optimaliseert met behoud van een stil, onopvallend ontwerp.

"Ons werk demonstreert een van de meest geavanceerde ontwerpen tot nu toe van een op zichzelf staande vliegende luchtrobot met vleermuismorfologie die in staat is om autonoom te vliegen", voegt Ramezani toe..

De voordelen van de Bat Bot

Een van de belangrijkste kenmerken van de Bat Bot is het flexibele vleugelmembraan. Conventionele lichtgewicht stoffen (zoals nylon en Mylar die worden gebruikt op kunstmatige vliegapparaten) kunnen niet gemakkelijk worden uitgerekt. In plaats daarvan namen de ingenieurs van Caltech hun toevlucht tot een veel rekbaardere tegenhanger: een op maat gemaakt ultradunne (56 micron), een op siliconen gebaseerd membraan dat rekbare, dunne vleermuisvleugels simuleert.

ZIE OOK: DEZE MORPHING-DRONE NEEMT VLUCHTEN GEÏNSPIREERD DOOR DE NATUUR

De flexibele vleugels van de Bat Bot kunnen de efficiëntie van de huidige vliegende robots aanzienlijk verhogen. Terwijl de robot met zijn vleugels klapt, worden zijn rekbare vleugels met lucht opgeblazen. Wanneer de vleugel het laagste deel op zijn neerwaartse flap bereikt, springen de membranen snel terug en laten ze een luchtstoot ontsnappen. De toename van de neerwaartse stuwkracht zorgt voor een enorme versterking van het vermogen.

Het huidige ontwerp van de Bat Bot is nog niet geavanceerd genoeg om langeafstandsmissies te ondersteunen. Hoewel het onderzoeksteam achter het project de robot verfijnt, kan het een integraal apparaat worden voor gebruik in stedelijke omgevingen in de buurt.

Geschreven door Maverick Baker


Bekijk de video: Diergaarde Blijdorp: ontdek het Oceanium