Fledermäuse haben die ausgefeiltesten Flugmechanismen aller Tiere. Trotz ihrer scheinbar rücksichtslosen Flugwege sind Fledermäuse eine der präzisesten fliegenden Kreaturen auf dem Planeten. Ihre Fähigkeit, die Richtung schnell und mit großer Genauigkeit zu ändern, fasziniert Wissenschaftler seit vielen JahrenEs ist unglaublich schwierig, die komplexen Flügelbewegungen nachzubilden, mit denen eine Fledermaus fliegt.
Das Entwerfen einer Drohne mit der Geschicklichkeit einer Fledermaus hat sich für Robotiker als unglaublich schwierig erwiesen, sie nachzubilden. Laut a neues Papier veröffentlicht von Caltech-Professor und Forscher des Jet Propulsion Laboratory Soon-Jo Chung, das Kunststück wurde vollbracht.
Geflügelte Kreaturen sind kein neues Wunderwerk in der Roboterluftfahrt. Seit Jahren können Ingenieure den Flug von Vögeln und Käfern mit Gegenstücken von Robotern nachahmen. Fledermäuse sind unglaublich kompliziert - mit über 40 Gelenken in ihren Flügeln, die die gleichen Flugfähigkeiten von a wiederherstellenFledermaus hat sich den Ingenieuren entzogen - bis jetzt.
Forscher von Caltech und der University of Illinois in Urbana-Champaign UIUC haben die erste Roboterfledermaus entwickelt, die mit fast der gleichen Wiedergabetreue wie eine echte Fledermaus fliegt. Der so genannte "Bat Bot" verfügt über weiche, artikulierte Flügel.Das neue Design vereinfacht die komplexe Zusammensetzung der Fledermaus mit 40 Gelenken auf vernünftige neun.
Der Bat Bot besteht aus Kohlefaserknochen und 3D-gedruckten Muffenverbindungen, die nur ein Gewicht haben. 93 Gramm . Die unglaublich dünne Membran auf Silikonbasis erstreckt sich über eine Flügelspannweite von fast einem Fuß. Die komplexen Flügel können sich an Schulter, Ellbogen, Handgelenken und Beinen beugen, strecken, verdrehen.
"Dieses Roboterdesign wird uns helfen, sicherere und effizientere Flugroboter zu bauen und uns mehr Einblick in die Art und Weise zu geben, wie Fledermäuse fliegen", sagt Bald-Jo Chung Associate Professor für Luft- und Raumfahrt und Bren Scholar in der Abteilung für Ingenieurwesen und angewandte Wissenschaft bei Caltech und Forschungswissenschaftler im Jet Propulsion Laboratory. Caltech verwaltet JPL für die NASA.
Die Fähigkeit des Roboters, jeden Flügel einzeln zu bewegen, während er ständig die Form des Flügels ändert, ermöglicht es ihm, die komplexen Manöver auszuführen, für die echte Fledermäuse bekannt sind. Darüber hinaus bietet seine Fähigkeit, seine Flugeigenschaften zu manipulieren, den zusätzlichen Vorteil, seine Effizienz, Geschwindigkeit und Leistung zu optimieren.und Geschicklichkeit bei gleichzeitig leisem, flachem Design.
"Unsere Arbeit zeigt eines der fortschrittlichsten Designs eines in sich geschlossenen, flatterflügeligen Flugroboters mit Fledermausmorphologie, der einen autonomen Flug durchführen kann", fügt Ramezani hinzu. .
Die Vorteile des Bat Bot
Eines der Hauptmerkmale des Bat Bot ist seine flexible Flügelmembran. Herkömmliche leichte Stoffe wie Nylon und Mylar, die für künstliche Fluggeräte verwendet werden können nicht leicht gedehnt werden. Stattdessen haben die Caltech-Ingenieure auf ein viel dehnbareres Gegenstück zurückgegriffen- eine benutzerdefinierte ultradünne 56 Mikrometer Membran auf Silikonbasis, die dehnbare, dünne Fledermausflügel simuliert.
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Die flexiblen Flügel des Fledermausbots können die Effizienz aktueller Flugroboter erheblich steigern. Wenn der Roboter mit den Flügeln schlägt, werden seine dehnbaren Flügel mit Luft aufgeblasen. Wenn der Flügel den untersten Teil seiner nach unten gerichteten Klappe erreicht, werden die Membranen schnellzurückschnappen und einen Luftstoß freisetzen. Die Zunahme des Abwärtsschubs erzeugt eine enorme Leistungsverstärkung.
Das aktuelle Design des Bat Bot ist noch nicht weit genug fortgeschritten, um Fernmissionen zu unterstützen. Obwohl das Forschungsteam hinter dem Projekt den Roboter verfeinert, könnte er zu einem integralen Gerät für städtische Umgebungen im Nahbereich werden.
Geschrieben von Maverick Baker