Örflugur, eða þráðlaus þráðlaus vélmenni sem notuð eru í fjölda, eru stundum notuð í dag í stórum stíl eftirlits og eftirlits, svo sem í umhverfis- eða líffræðilegum rannsóknum. Vegna getu flugmanna til að dreifa sér í lofti geta þeir dreift sér til að ná yfir stór svæði eftir að hafa verið sleppt frá einum stað, þar á meðal á stöðum þar sem aðgengi er annars erfitt. Auk þess eru þeir minni, léttari og ódýrari í notkun en margar drónar.
Ein af áskorunum við að búa til skilvirkari örflugur hefur verið að draga úr orkunotkun. Ein leið til að gera það, eins og vísindamenn frá University of Washington (UW) og Université Grenoble Alpes hafa sýnt fram á, er að losa sig við rafhlöðuna. Með innblástur frá japönsku listinni að brjóta saman pappír, origami, hönnuðu þeir forritanlegar örflugur sem geta dreift sér í vindinum og breytt um lögun með því að nota rafræna virkjun. Þetta er náð með sólarorkuknúnum stýribúnaði sem getur framleitt allt að 200 millinewton af krafti á 25 millisekúndum.
"Hugsaðu um þessar litlu flugvélar sem skynjara til að mæla umhverfisaðstæður, eins og hitastig, ljós og annað."
—VIKRAM IYER, HÁSKÓLINN Í WASHINGTON
„Það flotta við þessa origami hönnun er að við höfum búið til leið fyrir þá til að breyta lögun í lofti, algjörlega rafhlöðulaus,“ segir Vikram Iyer, tölvunarfræðingur og verkfræðingur við UW, einn höfundanna. "Þetta er frekar lítil breyting á lögun, en það skapar mjög stórkostlega breytingu á fallhegðun... sem gerir okkur kleift að fá smá stjórn á því hvernig þessir hlutir fljúga."
Veltandi og stöðugt ástand: A) Origami örflugan hér er í veltandi ástandi og B) eftirlendingarstillingu. Þegar hún lækkar, fellur flugvélin, með dæmigerðu fallmynstri sem sést á mynd C. D) Origami örflugan er hér í stöðugu niðurfalli. Úrval lendingarstaða flugmannanna, E, sýnir dreifingarmynstur þess eftir að hafa verið sleppt úr móðurdróna sínum.
Þessi rannsókn byggir á fyrri verkum vísindamannanna sem birtar voru árið 2022 og sýndu fram á skynjara sem geta dreift sér í lofti eins og fífilfræ. Fyrir núverandi rannsókn, "markmiðið var að setja hundruð þessara skynjara og stjórna hvar þeir lenda, til að ná nákvæmri dreifingu," segir meðhöfundur Shyamnath Gollakota, sem leiðir Mobile Intelligence Lab við WU. Örflugurnar, hver um sig innan við 500 milligrömm að þyngd, geta ferðast næstum 100 metra í léttum golu og sent þráðlaust gögn um loftþrýsting og hitastig í gegnum Bluetooth í allt að 60 metra fjarlægð. Niðurstöður hópsins voru birtar í Science Robotics fyrr í þessum mánuði.
Þegar hann uppgötvaði muninn á fallhegðun origami-ríkjanna tveggja var serendipity, segir Gollakota: "Þegar það er flatt, er það næstum eins og laufblað, sem veltur [í] vindinum," segir hann. „Mjög lítilsháttar breyting frá flatri í smá sveigju [gerir] það til að falla eins og fallhlíf í mjög stýrðri hreyfingu.“ Í veltandi ástandi, í hliðarvindhviðum, ná örflugurnar allt að þrefaldri dreifingarfjarlægð en í stöðugu ástandi, bætir hann við.
Þessi nærmynd af örbylgjunni sýnir rafeindatæknina og rafrásina á efri hliðinni.
Það hafa verið önnur origami-undirstaða kerfi þar sem mótorar, rafstöðueiginleikar, formminni málmblöndur og rafhitafjölliður, til dæmis, hafa verið notuð, en þau tóku ekki á þeim áskorunum sem rannsakendur stóðu frammi fyrir, segir Gollakota. Einn var að finna sæta blettinn á milli virkjunarbúnaðar sem er nógu sterkur til að breyta ekki lögun án þess að vera ræstur, en samt nógu léttur til að halda orkunotkun lágri. Næst þurfti það að framleiða hröð umskipti viðbrögð á meðan það féll til jarðar. Að lokum þurfti það að hafa létta orkugeymslulausn um borð til að koma af stað umskiptum.
Fyrirkomulagið, sem Gollakota lýsir sem „nokkuð almennum skynsemi“, tók þau samt ár að koma upp. Það er stilkur í miðju origamisins, sem samanstendur af segulspólu (spólu sem virkar sem segull þegar straumur fer í gegnum hann) og tveimur litlum seglum. Fjórar lamir koltrefjastangir festa stilkinn við brúnir mannvirkisins. Þegar straumpúls er beitt á segulspóluna ýtir hann seglunum hver í átt að öðrum, þannig að byggingin smellur í aðra lögun.
Allt sem það þarf er örlítið af krafti, bara nóg til að setja seglana í réttri fjarlægð frá hvor öðrum til að segulkraftarnir virki, segir Gollakota. Það er úrval af þunnum, léttum sólarsellum til að uppskera orku, sem er geymd í litlum þétti. Hringrásin er framleidd beint á samanbrjótanlegu origami-byggingunni og inniheldur einnig örstýringu, tímamæli, Bluetooth-móttakara og þrýstings- og hitaskynjara.
„Við getum forritað þessa hluti til að kveikja á lögunarbreytingunni út frá einhverju af þessum hlutum — eftir ákveðinn tíma, þegar við sendum því útvarpsmerki, eða í hæð [eða hitastigi] sem þetta tæki skynjar,“ bætir Iyer við. Origami uppbyggingin er tvístöðug, sem þýðir að það þarf enga orku til að viðhalda lögun þegar það hefur skipt um.
Rannsakendur segja að hægt sé að stækka hönnun þeirra til að fela í sér skynjara fyrir margs konar umhverfisvöktunarforrit. "Hugsaðu um þessar litlu flugvélar sem skynjara til að mæla umhverfisaðstæður, eins og hitastig, ljós og annað, [og] hvernig þeir eru mismunandi í andrúmsloftinu," segir Iyer. Eða þeir geta sett upp skynjara á jörðu niðri fyrir hluti eins og stafrænan landbúnað, rannsóknir sem tengjast loftslagsbreytingum og fylgjast með skógareldum.
Í núverandi frumgerð þeirra breytast örflugurnar aðeins í eina átt, en vísindamennirnir vilja láta þær skipta í báðar áttir, til að geta skipt á milli tveggja ríkja og stjórnað brautinni enn betur. Þeir ímynda sér líka kvik af örflugum sem eiga samskipti sín á milli, stjórna hegðun þeirra og skipuleggja sjálf hvernig þeir falla og dreifast.
Greinin er birt á vefsíðunni:https://spectrum.ieee.org/topic/robotics/#Toggle-GDPR
Vinsamlegast smelltu á hlekkinn hér að neðan til að lesa meira:
Vélmenni: Brúin sem tengir gervigreind við líkamlega heiminn
Reeman Robotics and the Future of Cybersecurity: Svar við ICC netárásinni
Ítarleg könnun á nútíma vélfærafræðiáætlunarkerfum og brautryðjendaviðleitni REEMAN ROBOTICS
Viltu vita meira um vélmenni:https://DeliveryRobotic.com/
vélmenni, vélmenni, reeman, aí, afhendingarvélmenni, sjálfstætt afhendingarvélmenni, verksmiðju, meðhöndlun, meðhöndlunarvélmenni, agv vélmenni, vélmenni undirvagn, hreyfanlegur vélmenni, sjálfstætt hreyfanlegur vélmenni, hreyfanlegur vélmenni undirvagn, agv, AMR, AMR vélmenni, flutninga vélmenni, meðhöndlun vélmenni, agv undirvagn, vélmenni til afhendingar pakka, afhendingarvélmenni í verksmiðju, vélmenni fyrir afhendingu efnis á verkstæði, flutningsvélmenni, burðarvélmenni, vélmenni til afhendingar á matvöru, vélmenni fyrir vöruflutninga, vélmenni til afhendingar í varahlutum, vélmenni fyrir vöruhús, ómannað afhending, vélmenni til afhendingar skjala, vélmenni til afhendingar með hraðboði, skrifstofa afhendingarvélmenni, matvælavinnslustöð, stafræn verksmiðja, fataverksmiðja