3 manieren waarop drones van de toekomst op insecten lijken

Onbemande luchtvoertuigen (UAV's) - of drones 5 Verbazingwekkend gebruik voor drones in de toekomst 5 Verbazingwekkend gebruik voor drones in de toekomst Onbemande luchtvoertuigen, beter bekend als drones, zijn nu berucht vanwege hun bewakingsmogelijkheden, maar zoals de meeste gereedschappen, is het nut van een drone hangt af van wie de baas is. Lees meer, zoals ze meer algemeen bekend zijn - zijn ingesteld om een ​​revolutie te ontketenen 7 Industrieën Drones zijn ingesteld om te revolutioniseren 7 Industrieën Drones zijn ingesteld om te revolutioniseren Zeven industrieën die klaar en geschoord zijn om (grotendeels positief) te worden beïnvloed - zo niet revolutionair - door drones . Lees meer een aantal industrieën. Of het nu voor de scheepvaart, de landbouw of het leger is, soms heb je een machine nodig om het werk van een man te doen.

Terwijl drones kleiner en kleiner worden, moeten ingenieurs creatiever zijn in alle benodigde technologie. Inspiratie voor enkele van de allernieuwste drones van de toekomst is begonnen vanuit een onwaarschijnlijke bron: bugs.

De natuur is een uitstekende ingenieur. Miljarden jaren van natuurlijke selectie Zie De grondbeginselen van evolutie en natuurlijke selectie uitgelegd in notulen Zie de grondbeginselen van evolutie en natuurlijke selectie uitgelegd in de notulen YouTube-kanaal Opgegeven Het is duidelijk dat het een korte beschrijving is van de evolutie en gerelateerde concepten. Meer lezen heeft insecten meer gekwalificeerd gemaakt dan welk ander wezen dan ook om hun specifieke leefgebieden te doorlopen. Wanneer ingenieurs drones in vergelijkbare situaties willen plaatsen, is het alleen maar logisch om de oorspronkelijke expert - evolutie te raadplegen.

Laten we eens kijken naar enkele manieren waarop de kleine drones van de toekomst op insecten lijken.

Buzzing Wings

De foto hierboven toont een “robo-fly” naast de rand van een dubbeltje voor schaal. Dit is een product van het Amerikaanse leger - een ervan dat het van plan is te gebruiken voor geheime surveillancedoeleinden. Speeding door gevaarlijke binnenruimten met 20 meter per seconde, zou het kleine drone toestaan ​​spionage worden uitgevoerd met minder risico voor het menselijk leven.

Dit maakt deel uit van het Fast Lightweight Autonomy-programma van het leger, dat tot doel heeft nieuwe algoritmen te ontwikkelen waarmee kleine UAV's door gebouwen kunnen navigeren zonder gebruik te maken van een externe piloot of GPS-waypoints. Hoe GPS werkt [MakeUseOf Explains] Hoe GPS werkt [MakeUseOf Explains] As een fervent gamer, ik ben verrast door de correlatie tussen GPS-achtige functies in moderne videogames en de verspreiding van GPS-technologie in het dagelijkse leven. Toen ik klein was, waren papieren kaarten en cartografie ... Lees meer .

“Roofvogels en vliegende insecten vertonen de soorten mogelijkheden die we willen voor kleine UAV's,” Mark Micire, Program Manager van DARPA, vertelde het aan CNN. “Haviken, bijvoorbeeld, kunnen heel snel door een dicht bos vliegen zonder tegen een boom aan te slaan. Veel insecten kunnen ook dart en zweven met ongelooflijke snelheid en precisie.”

De vleugels van de “robo-fly” zijn gemaakt van zirkoniumtitanaat of PZT, een materiaal dat flaps en buigt wanneer spanning wordt toegepast.

Het onderzoeksteam heeft aangetoond dat ze met deze methode lift kunnen maken, zodat de structuur potentieel heeft om te vliegen. Het kan echter 10-15 jaar extra onderzoek kosten om stabiliteitsalgoritmen te ontwikkelen voordat het leger een volledig functionele insectenhommel heeft.

Water-walking benen

Een onderzoeksteam van de Seoul National University en Harvard is erin geslaagd om een ​​kleine robot te maken die op water kan lopen en zelfs van het oppervlak kan springen zonder te zinken.

Hoewel vaak geassocieerd met het bovennatuurlijke, is wandelen op water verrassend veel voor in de natuurlijke wereld - en kleine insecten zijn er bijzonder goed in. Een dergelijk insect is de waterstraal, een vierbenig lid van de familie Gerridae. Het gebruikt de oppervlaktespanning van het water om moeiteloos bovenop te zitten zonder door te breken - en het kan zelfs uit de buurt van het gevaar springen.

Het onderzoeksteam onderzocht de waterstraal om beter te begrijpen wat het doet, in de hoop het gedrag van een robot na te bootsen. De grootste worsteling, volgens hun gepubliceerde bevindingen, was het bereiken van een sprong zonder de oppervlaktespanning te breken. Na het observeren van een groot aantal waterstralen en het analyseren van hun bewegingen, hebben de wetenschappers de code gekraakt: de poten van de waterstrainer zijn lichtjes gebogen aan de uiteinden en zijn beenbeweging is roterend, waardoor hij kan springen zonder door het water te breken.

Het resultaat is een robotachtig insect dat tot 16 keer zijn eigen lichaamsgewicht op het wateroppervlak kan uitoefenen zonder door te breken, zonder dat er zeer complexe controles nodig zijn. Deze machines kunnen worden gebruikt om de ecologie te bewaken, echte insecten te doden zoals muggen, of vrijwel alles wat te maken heeft met stilstaand water.

Gesegmenteerde ogen

Kleine drones kijken niet alleen naar insecten voor inspiratie uit locomotieven - hun beeldsystemen kunnen ook waardevol zijn. Hoewel het zicht van insecten ver van de ZvH is, helpt het hen om botsingen te vermijden tijdens het navigeren door besloten ruimtes - iets dat kleine UAV's moeten kunnen doen.

Sommigen hebben geprobeerd om het probleem van botsingen met digitale camera's aan te pakken, maar die hebben de neiging niet goed samen te gaan met de behoefte aan een klein en extreem lichtgewicht pakket. Een groep onderzoekers van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie heeft onlangs een andere aanpak gevolgd door een nieuwe op insecten geïnspireerde bewegingssensor voor UAV's te ontwikkelen.

Het kunstmatige oog weegt slechts twee milligram en neemt slechts twee kubieke millimeter in beslag, en het kan beweging detecteren in een reeks omstandigheden, van een slecht verlichte ruimte tot fel zonlicht buitenshuis - drie keer sneller dan echte vliegende insecten.

De sensor heeft een lens bovenop drie elektronische fotodetectoren in een driehoekig patroon. Door de metingen van elk van de afzonderlijke fotodetectoren te combineren, kan het apparaat snel de snelheid en richting van elke beweging in zijn gezichtsveld bepalen. Dit komt sterk overeen met hoe de gesegmenteerde ogen van insecten werken en maakt het zeer efficiënt vermijden van obstakels mogelijk.

Algoritmen zijn al ontwikkeld om signalen van het oog te verwerken, en ze zullen worden geprogrammeerd in kleine chips aan boord om zaken als afstand tot objecten en de hoeveelheid tijd tot een potentiële aanrijding te berekenen.

Wat vind je van deze insect-geïnspireerde drone-technologie? Kunnen UAV's andere kunstjes uit de natuur leren? Deel uw mening in de reacties hieronder!

Image Credit: Robot Wasp door Linda Bucklin via Shutterstock, US Army, Wikimedia Commons

Ontdek meer over: Drone Technology, Geeky Science.