Microflyers, eller trådløse miniatyrroboter utplassert i antall, brukes noen ganger i dag til storskala overvåking og overvåkingsformål, for eksempel i miljø- eller biologiske studier. På grunn av løpesedlenes evne til å spre seg i luften, kan de spre seg ut til å dekke store områder etter å ha blitt sluppet fra et enkelt sted, inkludert på steder hvor tilgangen ellers er vanskelig. I tillegg er de mindre, lettere og billigere å distribuere enn flere droner.
En av utfordringene med å lage mer effektive mikroflyer har vært å redusere strømforbruket. En måte å gjøre det på, som forskere fra University of Washington (UW) og Université Grenoble Alpes har vist, er å kvitte seg med batteriet. Med inspirasjon fra den japanske kunsten papirbretting, origami, designet de programmerbare mikroflyer som kan spre seg i vinden og endre form ved hjelp av elektronisk aktivering. Dette oppnås av en solcelledrevet aktuator som kan produsere opptil 200 millinewtons kraft på 25 millisekunder.
"Tenk på disse små løpesedlene som en sensorplattform for å måle miljøforhold, som temperatur, lys og andre ting."
—VIKRAM IYER, UNIVERSITETET I WASHINGTON
"Det kule med disse origami-designene er at vi har laget en måte for dem å endre form i luften, helt batterifri," sier Vikram Iyer, informatiker og ingeniør ved UW, en av forfatterne. "Det er en ganske liten endring i form, men det skaper en veldig dramatisk endring i fallatferd ... som lar oss få litt kontroll over hvordan disse tingene flyr."
Tumbling og stabile tilstander: A) Origami-mikroflyet her er i tumblingstilstand og B) postlanding-konfigurasjon. Når den går ned, faller løperen, med et typisk tumlingsmønster avbildet i C. D) Origami-mikroflyet er her i sin stabile nedstigningstilstand. Flygebladenes utvalg av landingssteder, E, avslører spredningsmønstrene etter å ha blitt sluppet ut fra foreldredronen.
Denne forskningen bygger på forskernes tidligere arbeid publisert i 2022, og demonstrerer sensorer som kan spre seg i luft som løvetannfrø. For den nåværende studien var "målet å distribuere hundrevis av disse sensorene og kontrollere hvor de lander, for å oppnå presise utplasseringer," sier medforfatter Shyamnath Gollakota, som leder Mobile Intelligence Lab ved WU. Mikroflyene, som hver veier mindre enn 500 milligram, kan reise nesten 100 meter i lett bris, og trådløst overføre data om lufttrykk og temperatur via Bluetooth opp til en avstand på 60 meter. Gruppens funn ble publisert i Science Robotics tidligere denne måneden.
Å oppdage forskjellen i fallatferden til de to origami-statene var serendipity, sier Gollakota: "Når det er flatt, er det nesten som et blad som tumler [i] vinden," sier han. "En veldig liten endring fra flat til en liten krumning [får] den til å falle som en fallskjerm i en veldig kontrollert bevegelse." I sin fallende tilstand, i laterale vindkast, oppnår mikroflyene opptil tre ganger spredningsavstanden som i sin stabile tilstand, legger han til.
Dette nærbildet av mikroflyet avslører elektronikken og kretsene på oversiden.
Det har vært andre origami-baserte systemer der for eksempel motorer, elektrostatiske aktuatorer, form-minne-legeringer og elektrotermiske polymerer har blitt brukt, men disse tok ikke opp utfordringene forskerne står overfor, sier Gollakota. Den ene var å finne det gode stedet mellom en aktiveringsmekanisme som er sterk nok til å ikke endre form uten å bli utløst, men likevel lett nok til å holde strømforbruket lavt. Deretter måtte den produsere en rask overgangsrespons mens den falt til bakken. Til slutt måtte den ha en lett energilagringsløsning ombord for å utløse overgangen.
Mekanismen, som Gollakota beskriver som "ganske sunn fornuft", tok dem fortsatt et år å komme opp med. Det er en stilk i midten av origamien, som består av en solenoidspole (en spole som fungerer som en magnet når en strøm går gjennom den), og to små magneter. Fire hengslede karbonfiberstenger fester stammen til kantene av strukturen. Når en strømpuls påføres solenoidspolen, skyver den magnetene mot hverandre, slik at strukturen klikker inn i sin alternative form.
Alt det krever er en liten bit av kraft, akkurat nok til å plassere magnetene innenfor riktig avstand fra hverandre for at de magnetiske kreftene skal virke, sier Gollakota. Det er en rekke tynne, lette solceller for å høste energi, som er lagret i en liten kondensator. Kretsen er laget direkte på den sammenleggbare origami-strukturen, og inkluderer også en mikrokontroller, timer, Bluetooth-mottaker og trykk- og temperatursensorer.
"Vi kan programmere disse tingene til å utløse formendringen basert på noen av disse tingene - etter en fast tid, når vi sender det et radiosignal, eller i en høyde [eller temperatur] som denne enheten oppdager," legger Iyer til. Origamistrukturen er bistabil, noe som betyr at den ikke trenger noen energi for å opprettholde formen når den først har endret seg.
Forskerne sier at deres design kan utvides til å inkludere sensorer for en rekke miljøovervåkingsapplikasjoner. "Tenk på disse små løpesedlene som en sensorplattform for å måle miljøforhold, som temperatur, lys og andre ting, [og] hvordan de varierer gjennom atmosfæren," sier Iyer. Eller de kan distribuere sensorer på bakken for ting som digitalt landbruk, klimaendringer-relaterte studier og sporing av skogbranner.
I deres nåværende prototype endrer mikroflyene bare form i én retning, men forskerne ønsker å få dem til å gå i begge retninger, for å kunne veksle mellom de to tilstandene og kontrollere banen enda bedre. De ser også for seg en sverm av mikroflyvere som kommuniserer med hverandre, kontrollerer oppførselen deres og selvorganiserer hvordan de faller og sprer seg.
Artikkelen er gjengitt på nettsiden:https://spectrum.ieee.org/topic/robotics/#toggle-gdpr
Klikk på lenken nedenfor for å lese mer:
Robots: The Bridge som forbinder AI med den fysiske verden
Reeman Robotics and the Future of Cybersecurity: A Response to the ICC Cyberattack
Dybdeutforskning av moderne robotiske planleggingssystemer og REEMAN ROBOTICS banebrytende innsats
Vil du vite mer om roboter:https://deliveryrobotic.com/
robot,robotikk,reeman,ai,leveringsrobot,autonom leveringsrobot,fabrikk,håndtering,håndteringsrobot,agv-robot,robotchassis,mobilrobot,autonom mobilrobot,mobilrobotchassis,agv,AMR,AMR-robot,logistikkrobot,håndtering robot,agv-chassis, pakkeleveringsrobot, fabrikkleveringsroboter, verkstedmaterialleveringsroboter,transportrobot,porterrobot,dagligvareleveringsrobot,cartken-robot,deleleveringsrobot,lagerroboter,ubemannet levering,dokumentleveringsrobot,budleveringsrobot,kontor leveringsrobot, matforedlingsanlegg, digital fabrikk, klesfabrikk