Máy bay không người lái hiện có thể bay, dừng lại và đậu giống như chim

Jan 12 2022
Các nhà nghiên cứu Stanford đã mô phỏng bàn chân và chân của một con chim ưng peregrine để cho phép một robot bay hạ cánh và đậu trên các bề mặt khác nhau, điều này có thể có ý nghĩa lâu dài đối với việc thiết kế và sử dụng máy bay không người lái trong tương lai.
Robot cầm nắm này, được phát triển bởi các kỹ sư Đại học Stanford dựa trên các nghiên cứu về các loài chim, có thể đáp xuống và nắm lấy một cành cây. Phòng thí nghiệm Lentink

Khi thực hiện các động tác nhào lộn trên không, các máy bay không người lái dường như nhanh chóng bắt kịp các loài chim. Nhưng robot bay cũng đang trở nên thành thạo với một kỳ tích khác của loài chim về sự nhanh nhẹn gần như đáng kinh ngạc - khả năng hạ cánh và đậu trên bất kỳ vật thể hoặc bề mặt nào, từ cành cây đến dây điện thoại mà không bị rơi.

Ví dụ, các nhà nghiên cứu của Đại học Stanford đã phát triển một thiết bị gọi là thiết bị bám trên không lấy cảm hứng từ thiên nhiên, hoặc SNAG, có thể được gắn vào một máy bay không người lái quadcopter để tạo cho nó bàn chân và chân giống như của chim ưng peregrine. Khi được trang bị thiết bị này, máy bay không người lái có thể bay xung quanh để bắt và mang theo các vật thể và đậu trên các bề mặt khác nhau, theo một bản tin của Stanford ngày 1 tháng 12 năm 2021, mô tả công việc.

Nhưng việc nhân đôi sự nhanh nhẹn của loài chim không phải là điều dễ dàng thực hiện. Các nhà nghiên cứu đã quay video về những con vẹt nhỏ bay qua lại giữa các sào đặc biệt có chứa các cảm biến để đo các lực vật lý khi hạ cánh, đậu và cất cánh.

“Điều khiến chúng tôi ngạc nhiên là chúng đã thực hiện các thao tác trên không giống nhau, bất kể chúng đang hạ cánh trên bề mặt nào,” một trong những nhà nghiên cứu, William Roderick , giải thích trong một bản tin. Roderick là tiến sĩ về kỹ thuật cơ khí và tác giả, với các giáo sư kỹ thuật Mark Cutkowsky và David Lentink , của một bài báo về dự án, được xuất bản ngày 1 tháng 12 năm 2021, trên tạp chí Science Robotics. Ông nói: “Họ để bàn chân tự xử lý sự thay đổi và phức tạp của kết cấu bề mặt.

Cung cấp cho một máy bay không người lái những khả năng tương tự đòi hỏi sự khéo léo về công nghệ. SNAG có cấu trúc in 3D mô phỏng xương nhẹ của chim ưng và mỗi chân của nó được trang bị một động cơ để di chuyển qua lại và một chân thứ hai để cầm nắm.

Các cơ chế ở chân của robot được thiết kế để hấp thụ năng lượng va chạm và chuyển nó thành lực nắm bắt một cách thụ động, giống như cách mà gân của một con chim sẽ làm. Kết quả là một máy bay không người lái được trang bị thiết bị này có thể bóp mạnh một thứ gì đó chỉ trong 20 mili giây. Sau khi chân của rô bốt được quấn quanh một con cá rô, mắt cá chân của nó sẽ khóa lại và một thiết bị đo gia tốc - một thiết bị đo độ rung - sẽ phát hiện việc hạ cánh và kích hoạt một thuật toán cân bằng để ổn định nó trên con cá rô.

Ở những nơi khác, các nhà nghiên cứu tại các tổ chức khác cũng đã làm việc trong nhiều năm để cung cấp cho máy bay không người lái khả năng hạ cánh và bám vào một thứ gì đó. Như bài báo Smithsonian năm 2019 này giải thích, việc có thể hạ cánh ở nhiều nơi khác nhau giúp máy bay không người lái tiết kiệm năng lượng mà chúng sẽ tiêu tốn bằng cách duy trì hoạt động trên không. Điều đó rất quan trọng, vì thời gian bay của máy bay robot bị giới hạn bởi năng lượng pin của chúng.

Bây giờ điều đó thật thú vị

Vào năm 2019, các nhà nghiên cứu tại Đại học Northeastern ở Boston đã tiết lộ một công nghệ cho phép một chiếc máy bay không người lái có thể treo ngược như một con dơi, theo một bản tin của trường đại học .