Un ingegnoso drone subacqueo può volare in un secondo

I robot sono stati tradizionalmente creati per svolgere un compito molto specifico, ma i ricercatori della Beyhan University adottano un approccio molto diverso. nuovo drone robotico che può funzionare sott’acqua con la stessa facilità con cui in aria և comporta un trucco intelligente e ispirato alla natura per massimizzare la sua portata.

Quando si pensa ai robot, probabilmente viene in mente una delle due opzioni: gli umanoidi altamente capaci che ci sono promessi dalla letteratura di fantascienza, o le mani stupidamente articolate che svolgono compiti ripetitivi nelle fabbriche. Quest’ultimo approccio è più o meno dove siamo stati per decenni, ma mentre la tecnologia raggiunge lentamente l’immaginazione degli scrittori di fantascienza, i progettisti di robot stanno iniziando a creare macchine in grado di svolgere una gamma più ampia di compiti. Spot di Boston Dynamics:Ad esempio, utilizza quattro gambe simili a cani per navigare su terreni diversi, per svolgere molte missioni diverse, inclusa la protezione delle rovine di Pompei durante la notte, per creare mappe 3D dettagliate di aree estremamente pericolose per l’uomo.

L’approccio adattivo rende più facile per le aziende o le organizzazioni di ricerca giustificare l’alto costo del robot, ma ciò che il laboratorio di biomeccanica e robotica morbida dell’Università di Beihang ha da offrire è davvero unico. Anche con le gambe alte, Spot di Boston Dynamics è ancora limitato alle missioni terrestri. Questo nuovo drone può svolgere compiti sott’acqua o in aria, o entrambi, senza la necessità di modifiche.

Per la maggior parte dei droni quadrirotori, un atterraggio in acqua significa che il pilota deve uscire per salvarlo (e quindi sostituire la maggior parte dei componenti elettronici). Questo drone è diverso. È completamente impermeabile e ha una serie di viti autofilettanti che collassano quando si opera sott’acqua a velocità inferiori, restringendo efficacemente il drone quando è immerso. Si diffondono quindi automaticamente quando il drone esce dall’acqua e si alza in aria. I ricercatori hanno ottimizzato le prestazioni del drone in modo che il passaggio acqua-aria richieda un terzo di secondo, proprio come un delfino che vola fuori dall’acqua può far raddoppiare il drone acqua-aria sette volte. in sequenza per circa 20 secondi durante il test.

Come con qualsiasi dispositivo elettronico, le capacità autonome del robot sono spesso limitate dalla potenza delle sue batterie, soprattutto nel caso di veicoli aerei senza pilota che si basano su quattro motori elettrici che ruotano continuamente per rimanere in alto. In laboratorio vedrai spesso robot avanzati collegati a cablaggi che forniscono una fonte ininterrotta di energia, ma questa non è un’ottima opzione per i robot per studiare le profondità dell’oceano o raccogliere dati aerei, o entrambi. .

Per aumentare notevolmente il raggio di questo drone in viaggio verso il sito della missione, i ricercatori lo hanno aggiornato per risparmiare la carica della batteria, ispirandosi al pesce remora, meglio conosciuto come il pesce succhiatore, che utilizza un disco appiccicoso sulla parte superiore. per attaccare temporaneamente alla sua testa altre creature sottomarine per una passeggiata, per risparmiare energia.

I droni che possono atterrare per effettuare osservazioni mirate risparmiando la durata della batteria non sono nuovi, ma come i robot di fabbrica, in genere utilizzano meccanismi adattati a superfici specifiche, ad es. artigli articolati che trattengono il ramo o gambe appiccicose ispirate al geco che si attaccano alle pareti. Per un drone robotico progettato con flessibilità, i ricercatori volevano un modo più versatile per connettersi a diverse superfici: bagnate, asciutte, lisce, ruvide, curve o anche in movimento sott’acqua, dove le forze di taglio dell’acqua richiedono: presa extra forte.

Il bastoncino da pesce Remora era una soluzione perfetta in quanto includeva degli extra integrati che gli permettevano di aderire alle superfici anche a contatto parziale. Due anni fa, Lee Wen, uno dei ricercatori e autori di un articolo pubblicato oggi, faceva parte di un altro progetto di ricerca della Beyhan University che ha invertito il modo in cui funziona effettivamente il disco di pesce remora.

Un drone subacqueo pieno di risorse può decollare in meno di un secondo per un articolo intitolato

Questo studio ha mostrato che il pesce remora si attacca alle superfici come una tazza assorbente con un bordo ovale flessibile in tessuto molle che forma una forte tenuta. Quando l’acqua viene espulsa dal foro tra il dispositivo di rimozione e il suo ospite, l’assorbimento la tiene in posizione. La superficie del disco del pesce Remora è ricoperta da colonne e file dette lamelle (come delle creste che si sentono sul palato) che possono essere estese dalle contrazioni muscolari per impegnare le piccole vertebre, che poi si attaccano ai muscoli. ospite. Questi bordi rigati aiutano anche a creare camere di aspirazione più piccole che mantengono la loro tenuta, anche se il bordo più grande del disco non lo fa. A differenza della tazza assorbente, che rilascia la presa su una superficie piana quando viene sollevata una piccola porzione della punta, il pesce remora reggerà comunque.

Un drone subacqueo pieno di risorse può decollare in meno di un secondo per un articolo intitolato

Il team è stato in grado di creare una versione artificiale del disco di assorbimento dei pesci remora utilizzando un approccio a quattro strati. Hanno combinato uno strato super flessibile nella parte superiore con strutture più rigide nella parte inferiore, come uno strato con una rete di piccole onde che possono gonfiarsi quando riempite di liquido, sostituendo il tessuto muscolare vivente come mezzo per coinvolgere le strutture lamellari per aumentare l’assorbimento. .

Il meccanismo di aspirazione posto sopra il drone sommergibile gli permette di aderire a diverse superfici, anche se hanno una consistenza ruvida, non sono perfettamente lisce o hanno una superficie inferiore rispetto al meccanismo di aspirazione. Come il pesce remora, il drone, almeno in teoria, potrebbe essere un ospite sottomarino (uno che non ha subito paura delle sue viti rotanti) և attaccandolo per camminare liberamente, richiedendo solo l’alimentazione di aspirazione, che riduce al minimo le perdite al suo interno batterie. La stessa cosa può essere fatta in aria, o le difficoltà di un drone che si attacca con successo a un altro aereo sarà monumentale, perché anche qualcosa di lento come una barca a vela ha una velocità minima di 40 miglia orarie, un obiettivo difficile da raggiungere .

Un uso più probabile del meccanismo di aspirazione è posizionare temporaneamente il drone in modo ideale per osservazioni a lungo termine. Invece di fare affidamento sui suoi quattro motori per mantenere una certa posizione sott’acqua quando combatte le correnti, il drone potrebbe aggrapparsi a una roccia o a un tronco e spegnere i motori accendendo contemporaneamente sensori e telecamere. Lo stesso può essere fatto sopra la linea di galleggiamento quando il drone si attacca al lato di un edificio alto o sotto una turbina eolica, effettua misurazioni e raccoglie altri dati senza l’uso di una batteria. motori di drenaggio. Questa è una soluzione tecnologica per le batterie che è ancora incredibilmente limitata, bypassando la necessità di riparare le batterie da soli.

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