3 måder fremtidens droner vil være som insekter

Reklame

Ubemandede luftfartøjer (UAV'er) - eller droner 5 Fantastiske anvendelser til droner i fremtidenUbemandede luftfartøjer, mere almindeligt kaldte droner, er nu berygtede for deres overvågningsfunktioner, men ligesom de fleste værktøjer afhænger nytten af ​​en drone af, hvem der har kontrol. Læs mere , som de er mere almindeligt kendt - er indstillet til at revolutionere 7 industrier droner er indstillet til at revolutionereSyv industrier, der er klar til at blive påvirket (for det meste positivt) - hvis ikke revolutioneret - af droner. Læs mere en række industrier. Uanset om det gælder forsendelse, landbrug eller militær, har du nogle gange brug for en maskine til at udføre en mands job.

Efterhånden som droner bliver mindre og mindre, skal ingeniører være mere kreative til at pakke ind al den nødvendige teknologi. Inspiration til nogle af fremtidens banebrydende droner er begyndt at komme ind fra en usandsynlig kilde: bugs.

Naturen er en fremragende ingeniør. Milliarder år af naturlig selektion

Se Grundlæggende om evolution & naturligt valg forklaret i minutterYouTube-kanal Stated Gør klart et kort arbejde med at forklare evolution og relaterede koncepter. Læs mere har gjort insekter mere kvalificerede end nogen anden væsen til at navigere i deres bestemte levesteder. Når ingeniører ønsker at sætte droner i lignende situationer, giver det kun mening at konsultere den originale ekspert - evolution.

Lad os se på nogle af måderne, hvor fremtidens små droner kan ligne insekter.

Summende vinger

Billedet ovenfor viser en "robo-fly" ved siden af ​​kanten af ​​en skilling. Dette er et produkt fra den amerikanske hær - en, den planlægger at bruge til skjult overvågningsformål. Ved at køre gennem farlige indendørs rum med 20 meter i sekundet vil den lille drone muliggøre spionage med mindre risiko for menneskers liv.

Dette er en del af militærets Fast Lightweight Autonomy-program, der sigter mod at udvikle nye algoritmer, så små UAV'er kan navigere gennem bygninger uden brug af en fjernpilot eller GPS-waypoints Sådan fungerer GPS [MakeUseOf Explains]Som en ivrig gamer er jeg overrasket over sammenhængen mellem GPS-lignende funktioner i moderne videospil og spredningen af ​​GPS-teknologi i det verdslige liv. Da jeg var barn var papirkort og kartografi ... Læs mere .

"Rovfugle og flyvende insekter udviser den slags muligheder, vi ønsker for små UAV'er," Mark Micire, DARPAs programleder, fortalte CNN. ”Goshawks, for eksempel, kan flyve meget hurtigt gennem en tæt skov uden at slå i et træ. Mange insekter kan også dart og svæve med utrolig hastighed og præcision. ”

Vingerne på "robo-fly" er lavet af zirkoniumtitanat eller PZT, et materiale, der klapper og bøjes, når der tilføres spænding.

Forskerteamet har demonstreret, at de kan skabe løft ved hjælp af denne metode, så strukturen har potentialet til at flyve. Det kan dog tage 10-15 års yderligere forskning at udvikle stabilitetsalgoritmer, før hæren har en fuldt funktionel insektdrone.

Vand-gående ben

Et forskerteam fra Seoul National University og Harvard har formået at skabe en lille robot, der er i stand til at gå på vand og endda hoppe fra dens overflade uden at synke.

Mens det ofte er forbundet med det overnaturlige, er det at gå på vand overraskende almindeligt i den naturlige verden - og små insekter er især gode til det. Et sådant insekt er vandstrengen, et firbenet medlem af Gerridae familie. Den bruger vandets overfladespænding til at sidde ubesværet ovenpå uden at bryde igennem - og det kan endda hoppe væk fra fare.

Forskerteamet studerede vandstryderen for bedre at forstå, hvad det gør, i håb om at efterligne dens opførsel med en robot. Den største kamp ifølge deres offentliggjorte fund var at opnå et hopp uden at bryde overfladespænding. Efter at have observeret et stort antal vandstriders og analyseret deres bevægelser knækkede forskerne koden: vandet strider's ben er let buede i enderne, og dens benbevægelse er roterende, hvilket gør det muligt for det at springe uden at bryde igennem vandet.

Resultatet er et robotinsekt, der kan udøve op til 16 gange sin egen kropsvægt på vandoverfladen uden at bryde igennem uden behov for meget komplekse kontroller. Disse maskiner kan bruges til at overvåge økologi, dræbe rigtige insekter som myg eller stort set alt andet, der involverer stående vand.

Segmenterede øjne

Små droner søger ikke kun insekter efter lokomotivinspiration - deres visioner kan også være værdifulde. Mens insektvisionen er langt fra HD, hjælper det dem med at undgå kollisioner, mens de navigerer gennem trange rum - noget små UAV'er skal være i stand til at gøre.

Nogle har forsøgt at tackle problemet med kollisioner med digitale kameraer, men de har en tendens til ikke at blandes godt med behovet for en lille og ekstremt let pakke. En gruppe forskere ved det schweiziske føderale teknologiske institut tog for nylig en anden tilgang og udviklede en ny insektinspireret bevægelsessensor til UAV'er.

Det kunstige øje vejer kun to milligram og tager kun to kubik millimeter, og det kan registrere bevægelse i en række forhold fra et dårligt oplyst rum til stærkt sollys udendørs - tre gange hurtigere end faktisk flyvning insekter.

Sensoren har en linse oven på tre elektroniske fotodetektorer i et trekantet mønster. Ved at kombinere målingerne på hver af de individuelle fotodetektorer kan enheden hurtigt bestemme hastigheden og retningen for enhver bevægelse i dets synsfelt. Dette ligner meget, hvordan insekters segmenterede øjne fungerer og tillader meget effektiv undgåelse af forhindringer.

Algoritmer er allerede udviklet til at behandle signaler fra øjet, og de vil blive programmeret til små indbyggede chips til at beregne ting som afstand til genstande og tidsrummet indtil et potentiale kollision.

Hvad synes du om denne insektinspirerede droneteknologi? Kan UAV'er lære andre tricks fra naturen? Del dine tanker i kommentarerne herunder!

Billedkredit: Robot Wasp af Linda Bucklin via Shutterstock, U.S. Army, Wikimedia Commons