Најбољи трутови: Како су инсекти подучавали швајцарске научнике да изграде бољи трут

Могло би вам се опростити што сматрате да је најтежи, најиздржљивији робот нека врста ултра-тврдог, металног скелета као што је Терминатор, али понекад је мек и флексибилан начин да се иде.

Ове недеље, инжењери на Ецоле Политецхникуе Федерале де Лаусанне (ЕПФЛ) у Швајцарској објавили су резултате својих напора да направе заиста уредан, флексибилан куадцоптер дроне у часопису Сциенце Роботицс.

Као и све већи број микророботова који се тренутно развијају, ови беспилотни летелици такође посуђују неке од својих елемената дизајна из лагане савијене архитектуре оригамија. Али, кажу истраживачи Инверсе, са једном кључном разликом: дизајн, нови композит који је довољно флексибилан да апсорбује оштећења, али довољно крут да остане аеродинамичан и инспирисан материјалним својствима крила инсеката.

"Већина оригами структура су направљене од крутих ламинираних материјала и крутих спојева (тј. Нерастављивих спојева од полиимида или најлона), што доводи до ограничења", каже Стефано Минтцхев, истраживач постдоктората на Ецоле Политецхникуе Федерале де Лаусанне (ЕПФЛ) у Швицарској. "Круте оригамис су крхке, склоне сузи и лако се покваре када су преоптерећене током судара."

Зхи Ерн Теох, непоправљени инжењер стројарства са Харварда који је развио своје властите микророботе надахнуте оригамијем, рекао је Инверсе био је импресиониран радом тима Лозане.

"Због тога што је крило главног крила потпуно круто, када удари у препреку, крило се може сломити", објашњава Теох. "Оно што су урадили у вези са прилагођавањем" граничне снаге "- границе на којој долази до преласка са ригидног на меко - мислим да је то прилично кључ за структуре које треба да издрже ударце."

У сржи иновација Швајцарске групе је испружени еластични слој, попут гумене траке која очајнички жели да се врати у форму. Овај слој је затим окружен и везан за ригиднији, сегментирани егзоскелет. Некако је слично једној од оних дрвених лутака које се спуштају и колабирају када отпустите низ у њима. Након удара, дрон се савија у својим сегментираним зглобовима, при чему се еластични слој истеже. Затим се враћа у облик спреман за наставак летења.

Наравно, ни грађевина не може бити превише флексибилна, а проналажење деликатне равнотеже у којој је дошло до експертизе за инжењерство ЕПФЛ тима.

"Ако је гранична сила прениска", каже Теох, "куадцоптер неће моћи да полети, зар не?" Зато што у тренутку када скренете на пуни потисак, потисак ће срушити структуру.

Могло би се замислити гомила ствари: пропелери би се могли срушити; могли су да повуку крила у одвојеним правцима, у основи цртање и рачвање дрона. Било би, да будем искрен, неред. Проналажење праве влачне чврстоће, тј. Прага на којем би било пожељно савијање, према Минтцхев-у је проучавало сличне особине у крилима инсеката.

„Изазов стратешког прилагођавања ригидности и мекоће у склопивим структурама савладавају инсекти“, каже Минтчев. "Њихова еволуирана оригами крила се састоје од крутих плочица кутикуле повезане кроз меке спојеве."

Минтцхев и група виде и друге апликације за овај дизајн, укључујући и флексибилније механизме за захваћање, које су већ изградили прототип.

Неке од предности овог дизајна укључују држање које би било мање вероватно да ће сломити нешто крхко које покушава да покупи, и стисак који би био неспособан да подигне нешто изван његовог капацитета (само да ризикује да га испусти, касније).

"Тренутни тренд у роботици је стварање мекших робота", каже Дарио Флореано, директор Лабораторије за интелигентне системе ЕПФЛ-а и други коаутор на новом папиру, "који се може прилагодити датој функцији и сигурно радити заједно са људима.. ”

Бити благ, на свој начин, знак је снаге - нешто што би хард-терм роботи Терминатора требали узети у обзир.