3 måter Drones of the Future blir som insekter

Ubemannede luftfartøyer (UAV) - eller droner 5 Utrolige bruksområder for droner i fremtiden 5 Utrolige bruksområder for droner i fremtiden Ubemannede luftfartøyer, mer ofte kalt droner, er nå beryktet for deres overvåkingsfunksjoner, men som de fleste verktøy, nytten av en drone avhenger av hvem som er i kontroll. Les mer, som de er mer kjent med, for å revolusjonere. 7 Industries Drones er satt for å revolusjonere 7 Industries Drones er satt for å revolusjonere Syv næringer som er klare og braced til å være (for det meste positivt) påvirket - om ikke revolusjonert - av droner . Les mer en rekke bransjer. Enten for forsendelse, landbruk eller militær, noen ganger trenger du en maskin for å gjøre en manns jobb.

Som droner blir mindre og mindre, må ingeniører være mer kreative å pakke inn i all nødvendig teknologi. Inspirasjon for noen av fremtidens droner har begynt å komme inn fra en usannsynlig kilde: bugs.

Naturen er en utmerket ingeniør. Milliarder år med naturlig utvalg Se Grunnleggende om evolusjon og naturlig utvalg Forklaret i minutter Se grunnleggende om evolusjon og naturlig utvalg forklart i løpet av minutter YouTube-kanal Stated Klart gjør kort arbeid med å forklare utviklingen og relaterte konsepter. Les mer har gjort insekter mer kvalifiserte enn noen annen skapning for å navigere sine spesielle habitater. Når ingeniører ønsker å sette droner i lignende situasjoner, er det bare fornuftig å konsultere den opprinnelige ekspertutviklingen.

La oss ta en titt på noen av måtene fremtidenes små droner kan lignes på insekter.

Buzzing Wings

Bildet over viser a “robo-fly” ved siden av kanten av en dime for skala. Dette er et produkt fra den amerikanske hæren - en den planlegger å bruke for skjult overvåkingsformål. Hastighet gjennom farlige innendørsrom på 20 meter per sekund, ville den lille drone tillate spionasje å bli utført med mindre risiko for menneskelivet.

Dette er en del av militærets Fast Lightweight Autonomy-program, som tar sikte på å utvikle nye algoritmer for å tillate små UAVer å navigere gjennom bygninger uten bruk av en fjernpilot eller GPS-veipunkt. Hvordan GPS fungerer [MakeUseOf Forklarer] Hvordan GPS fungerer [MakeUseOf Forklarer] Som en ivrig gamer, er jeg overrasket over sammenhengen mellom GPS-lignende funksjoner i moderne videospill og spredning av GPS-teknologi i det verdslige livet. Da jeg var barn, ble kart og kartografi ... Les mer .

“Røverfugler og flygende insekter utviser de slags evner vi ønsker for små UAVer,” Mark Micire, DARPAs programleder, fortalte CNN. “Goshawks, for eksempel, kan fly veldig fort gjennom en tett skog uten å smelte inn i et tre. Mange insekter kan også dytte og svinge med utrolig fart og presisjon.”

Vingene til “robo-fly” er laget av zirkoniumtitanat, eller PZT, et materiale som klapper og bøyer når spenningen påføres.

Forskningsgruppen har vist at de kan skape løft ved hjelp av denne metoden, slik at strukturen har potensial til å fly. Imidlertid kan det ta 10-15 år med ytterligere forskning for å utvikle stabilitetsalgoritmer før hæren har en fullt funksjonell insekt drone.

Vann-walking Legs

Et forskersteam fra Seoul National University og Harvard har klart å skape en liten robot som er i stand til å gå på vann og til og med hoppe fra overflaten uten å synke.

Mens det vanligvis er forbundet med det overnaturlige, er vandring på vann overraskende vanlig i den naturlige verden - og små insekter er spesielt gode til det. Et slikt insekt er vannstrideren, et firbenet medlem av Gerridae-familien. Den bruker overflatespenningen av vannet til å sitte lett uten å bryte gjennom - og det kan til og med hoppe bort fra fare.

Forskningsgruppen studerte vannkonkurrenten for bedre å forstå hva den gjør, og håper å etterligne sin oppførsel med en robot. Den største kampen, ifølge sine publiserte funn, var å oppnå et hopp uten å bryte overflatespenningen. Etter å ha observert et stort antall vannstridere og analysert bevegelsene deres, sprakk forskerne koden: vannstridernes ben er litt buede i enden, og beinbevegelsen er roterende, noe som gjør det mulig å hoppe uten å bryte gjennom vannet.

Resultatet er et robotisk insekt som kan utøve opptil 16 ganger sin egen kroppsvekt på vannoverflaten uten å bryte gjennom, uten behov for svært komplekse kontroller. Disse maskinene kan brukes til å overvåke økologi, drepe ekte insekter som mygg, eller stort sett alt annet som involverer stående vann.

Segmenterte øyne

Små droner ser ikke bare på insekter for lokomotivinspirasjon - deres visjonssystemer kan også være verdifulle. Mens insektsvisjonen er langt fra HD, hjelper den dem med å unngå kollisjoner mens de navigerer gjennom begrensede mellomrom - noe små UAVer må kunne gjøre.

Noen har forsøkt å ta opp spørsmålet om kollisjoner med digitale kameraer, men de har en tendens til ikke å blande seg godt med behovet for en liten og ekstremt lett pakke. En gruppe forskere ved det sveitsiske føderale institutt for teknologi tok nylig en annen tilnærming, utviklet en ny insekt-inspirert bevegelsessensor for UAV.

Det kunstige øyet veier bare to milligram og tar opp bare to kubikk millimeter, og det kan oppdage bevegelse i en rekke forhold fra et dårlig opplyst rom til lyst sollys utendørs - tre ganger raskere enn de faktiske flygende insekter.

Sensoren har et objektiv på toppen av tre elektroniske fotodetektorer i et trekantet mønster. Ved å kombinere målingene til hver enkelt fotodetektor, kan enheten raskt bestemme hastigheten og retningen for enhver bevegelse i sitt synsfelt. Dette ligner veldig på hvordan de segmenterte øynene på insekter fungerer, og gir svært effektiv hindring av hindringer.

Algoritmer har allerede blitt utviklet for å behandle signaler fra øyet, og de vil bli programmert til små ombord sjetonger for å beregne ting som avstand til objekter og tid til en potensiell kollisjon.

Hva synes du om denne insekt-inspirerte drone teknologien? Kan UAVs lære andre triks fra naturen? Del dine tanker i kommentarene nedenfor!

Image Credit: Robot Wasp av Linda Bucklin via Shutterstock, US Army, Wikimedia Commons

Utforsk mer om: Drone Technology, Geeky Science.