Новая конструкция крыльев поможет летающим роботам избежать поломки
Команда американских инженеров разработала новую конструкцию крыльев для летающих роботов. Она позволит устройствам не выходить из строя при столкновении с предметами и себе подобными аппаратами.
Летающие роботы — полезные и многофункциональные механизмы. Однако даже самое совершенное крыло может сломаться от удара о дерево или в результате столкновения со зданием. С развитием роевых алгоритмов работы миниатюрных роботов также повышается вероятность столкновения миниатюрных беспилотников между собой.
Команда американских инженеров, возглавленная Амандой Стоуэрс (Amanda K. Stowers) из Стэнфордского университета, придумала конструкцию роботизированного крыла, которое складывается при ударе о посторонний объект. Это позволяет устройствам вести себя подобно птицам и летучим мышам и продолжать полёт после такого происшествия как ни в чём не бывало.
"Одна из главных проблем летающих роботов заключается в том, что они в большинстве своём не могут пережить столкновения, – комментирует доктор Дэвид Лентинк (David Lentink), профессор машиностроения Стэнфордского университета и соавтор изобретения. – Когда они врезаются во что-то твёрдое, они ломаются. Однако мы постарались решить эту проблему, добавив в роботизированное крыло шарниры размером всего в семь миллиметров".
Исследователи поместили в крыло небольшой стальной шарнир, изготовленный, конечно же, методом трёхмерной печати, который позволяет крылу складываться, если робот сталкивается с посторонним твёрдым предметом. В итоге устройство после удара остаётся в состоянии продолжать полёт. Благодаря такой конструкции летающему механизму также будет проще протискиваться между ветвями деревьев, отмечают разработчики.
В 2005 году Лентинк спроектировал и построил первого крылатого робота вертикального взлёта и посадки. Теперь же его аспирантка Стоуэрс усовершенствовала дизайн аппарата.
"Мы продолжали думать о том, как возможно усовершенствовать его, – комментирует профессор. – Я даже не ожидал, что решение может оказаться настолько простым".
Благодаря новому дизайну крыло сворачивается при ударе, а затем, совершая машущие движения, возвращается в своё нормальное состояние. Это похоже на то, как гибкие крылья птиц справляются с посторонними воздействиями, не влияя при этом на структурную целостность самого крыла.
Исследователи считают, что если доработать эту конструкцию, скомбинировав шарнир с пружинами, можно добиться также существенной экономии энергии.
В будущем подобный дизайн может пригодиться, например, для создания микроустройств, которые будут патрулировать леса, заниматься шпионажем или же станут помогать полиции проникать на место преступление, не заходя в здание.
Сейчас разработки специалистов из Стэнфорда финансируются Управлением военно-морских исследований США (ONR), одним из подразделений Пентагона.
Подробности – в материале издания Bioinspiration and Biomimetics.