หุ่นยนต์โดรนบิน หยุด และเกาะได้เหมือนนก

Jan 12 2022

นักวิจัยของสแตนฟอร์ดจำลองเท้าและขาของเหยี่ยวเพเรกรินเพื่อให้หุ่นยนต์บินได้และเกาะบนพื้นผิวต่างๆ ซึ่งอาจมีผลกระทบยาวนานสำหรับการออกแบบและการใช้โดรนในอนาคต

หุ่นยนต์จับนี้พัฒนาโดยวิศวกรของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดจากการศึกษานก สามารถลงจอดและคว้ากิ่งไม้ได้ Lenink Lab

เมื่อพูดถึงการทำแอโรบิก โดรนทางอากาศดูเหมือนจะไล่ตามนกอย่างรวดเร็ว แต่หุ่นยนต์ ที่บิน ได้ก็กลายเป็นผู้เชี่ยวชาญในด้านความคล่องแคล่วว่องไวอีกอย่างที่เกือบจะน่าทึ่ง — ความสามารถในการลงจอดและเกาะบนวัตถุหรือพื้นผิวใดๆ ก็ได้ ตั้งแต่กิ่งไม้ไปจนถึงสายโทรศัพท์โดยไม่หล่นลงมา

ยกตัวอย่างเช่น นักวิจัยของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องจับทางอากาศที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ หรือ SNAG ซึ่งสามารถติดเข้ากับโดรนสี่ใบพัดเพื่อให้มีเท้าและขาที่คล้ายกับเหยี่ยวเพเรกริน เมื่อติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวแล้ว โดรนจะสามารถบินไปรอบๆ เพื่อรับและบรรทุกสิ่งของต่างๆ และเกาะบนพื้นผิวต่างๆ ได้ ตามข่าวประชาสัมพันธ์ ของสแตนฟอร์ด ลงวันที่ 1 ธันวาคม พ.ศ. 2564 ซึ่งอธิบายถึงงานดังกล่าว

แต่การเลียนแบบความว่องไวของนกไม่ใช่เรื่องง่าย นักวิจัยได้ถ่ายวิดีโอของนกแก้วขนาดเล็กที่บินไปมาระหว่างคอนพิเศษที่มีเซ็นเซอร์เพื่อวัดแรงทางกายภาพของการลงจอด การเกาะ และการบินขึ้น

“สิ่งที่ทำให้เราประหลาดใจก็คือพวกเขาทำการซ้อมรบทางอากาศแบบเดียวกัน ไม่ว่าพวกเขาจะลงจอดบนพื้นผิวใดก็ตาม” William Roderick หนึ่งในนักวิจัย อธิบายในการแถลงข่าว Roderick เป็นปริญญาเอก ในสาขาวิศวกรรมเครื่องกลและผู้เขียนร่วมกับศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมMark CutkowskyและDavid Lentinkของบทความเกี่ยวกับโครงการนี้ ซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 2021 ในวารสาร Science Robotics "พวกเขาปล่อยให้เท้าจัดการกับความแปรปรวนและความซับซ้อนของพื้นผิว" เขากล่าว

การให้ความสามารถที่คล้ายคลึงกันของโดรนนั้นต้องการความเฉลียวฉลาดทางเทคโนโลยี SNAG มีโครงสร้างจากการพิมพ์ 3 มิติที่จำลองกระดูกน้ำหนักเบาของเหยี่ยวนกเหยี่ยว และขาแต่ละข้างมีมอเตอร์สำหรับเคลื่อนไปมาและขาที่สองสำหรับจับ

กลไกในขาของหุ่นยนต์ได้รับการออกแบบให้ดูดซับพลังงานกระแทกและแปลงเป็นแรงจับแบบเงียบๆ แบบเดียวกับที่เอ็นของนกทำ ผลที่ได้คือ โดรนที่ติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถจับบางอย่างที่แน่นหนาได้ภายในเวลาเพียง 20 มิลลิวินาที เมื่อเท้าของหุ่นยนต์พันรอบคอน ข้อเท้าของมันจะล็อคและมาตรความเร่ง ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่วัดการสั่นสะเทือน จะตรวจจับการลงจอดและเรียกใช้อัลกอริธึมการทรงตัวเพื่อทำให้เกาะอยู่นิ่ง

ที่อื่น นักวิจัยจากสถาบันอื่น ๆ ยังได้ทำงานเป็นเวลาหลายปีเพื่อให้โดรนสามารถลงจอดและยึดติดกับบางสิ่งบางอย่างได้ ตามที่บทความของ Smithsonian ปี 2019 นี้อธิบาย ความสามารถในการลงจอดในสถานที่ต่างๆ ช่วยให้โดรนประหยัดพลังงานที่พวกเขาจะใช้จ่ายโดยต้องลอยอยู่ในอากาศ นั่นเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากเวลาบินของเครื่องบินหุ่นยนต์นั้นถูกจำกัดด้วยพลังงานแบตเตอรี่

หุ่นยนต์โดรนบิน หยุด และเกาะได้เหมือนนก

ตอนนี้น่าสนใจ