Летающий миниробот впервые в истории смог сложить крылья, как живой
Динамика крыльев летающих животных уже не раз становилась источником вдохновения для создания многочисленных летающих роботизированных устройств. Кстати, птицы и летучие мыши обычно машут крыльями за счёт силы грудных мускулов. Однако механика полёта многих насекомых долгое время оставалась малоизученной.
Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), Швейцария, и Университета Конкук, Южная Корея, решили восполнить этот пробел. И обратили внимание на питающихся растениями жуков-носорогов, которые разворачивают и вбирают свои крылья. Собранную информацию затем использовали для создания нового машущего крыльями робота, который может разворачивать и складывать крылья без дополнительных приводов.
Наука прежде считала, что насекомые, включая жуков, используют грудные мышцы для активного развёртывания и втягивания крыльев. В общем, усматривали в их строении аналог анатомии птиц и летучих мышей. Исследователь Хоанг-Ву Фан рассказал, что использовавшиеся методы наблюдений всё-таки не позволяли определить, какие именно мышцы жуки используют, распрямляя и собирая свои крылышки, и объяснить, как именно они это делают.
Крылья жуков напоминают оригами, поскольку их можно сложить и спрятать под «броню» надкрыльев, пока насекомые отдыхают, а затем пассивным образом (без каких-либо «приводов») развернуть для полёта. Во многих прошлых робототехнических проектах крылья роботам конструировали без возможности их складывать, то есть делали исключительно расправленными.
Фан рассказал, что новое исследование стало продолжением его предыдущего проекта. В 2020 году они с коллегами обнаружили, что крылья жуков-носорогов также служат для амортизации при столкновениях в полёте. Практически случайно Фану удалось запечатлеть полное двухфазное раскрытие крыльев. Учёный признался, что испытал удивление от такой изощрённости природы. Но зачем жукам понадобилось столь сложное устройство, если крыльями всё равно движут активные мышцы?
Ранее наблюдая за жуками-носорогами, Фан заметил, что они могут использовать свои жёсткие надкрылья и силу взмаха, чтобы, встряхнув, разворачивать крылья для полёта. Как только полёт завершён, жуки опускаются и надкрыльями прижимают крылья обратно к телу. Оба эти действия пассивны по своей природе, то есть не предполагают использования грудных мышц, которые обеспечивают полёт у птиц и летучих мышей.
Внедрив этот пассивный механизм, учёные впервые создали машущего крыльями робота, которых может складывать их вдоль тела в состоянии покоя и пассивно разворачивать для подъёма в воздух и поддержания стабильного полёта, объяснил Фан.
Исследователи на основе знаний о жуках-носорогах собрали машущего миниробота весом 18 граммов. Он получился раза в два крупнее настоящего жука, зато может пассивным образом распрямлять и складывать свои крылья, подобно живому образцу.
Для простоты они использовали эластичные сухожилия в подмышечных впадинах, которые позволили роботу пассивно собирать крылья. Активируя машущие движения, робот расправляет свои крылья для взлёта и поддержания стабильного полёта без какого-либо второго механизма. Затем, прекращая взмахи после приземления, крылья быстро опускаются вдоль «тела» также без необходимости в дополнительных приводах.
Фан пояснил, что созданный робот со складывающимися крыльями может быть особенно полезен в ходе поисково-спасательных операций в ограниченных пространствах. Например, такие устройства могли бы проникнуть в разрушенное здание, недоступное другой технике. Когда полёт невозможен при максимальной тесноте, робот может передвигаться, ползая.
Когда миниробот ползёт, сложенные крылья гораздо меньше подвержены риску повреждения, а также не мешают протискиваться в узкие места. Как только робот найдёт достаточно простора, то может снова развернуть крылья и взлететь.
Заглядывая в будущее, создатели компактного летуна хотели бы изучить других насекомых, в том числе мушек. А также планируют улучшить манёвренность своего робота и способы наземного передвижения.
Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), Швейцария, и Университета Конкук, Южная Корея, решили восполнить этот пробел. И обратили внимание на питающихся растениями жуков-носорогов, которые разворачивают и вбирают свои крылья. Собранную информацию затем использовали для создания нового машущего крыльями робота, который может разворачивать и складывать крылья без дополнительных приводов.
Наука прежде считала, что насекомые, включая жуков, используют грудные мышцы для активного развёртывания и втягивания крыльев. В общем, усматривали в их строении аналог анатомии птиц и летучих мышей. Исследователь Хоанг-Ву Фан рассказал, что использовавшиеся методы наблюдений всё-таки не позволяли определить, какие именно мышцы жуки используют, распрямляя и собирая свои крылышки, и объяснить, как именно они это делают.
Крылья жуков напоминают оригами, поскольку их можно сложить и спрятать под «броню» надкрыльев, пока насекомые отдыхают, а затем пассивным образом (без каких-либо «приводов») развернуть для полёта. Во многих прошлых робототехнических проектах крылья роботам конструировали без возможности их складывать, то есть делали исключительно расправленными.
Фан рассказал, что новое исследование стало продолжением его предыдущего проекта. В 2020 году они с коллегами обнаружили, что крылья жуков-носорогов также служат для амортизации при столкновениях в полёте. Практически случайно Фану удалось запечатлеть полное двухфазное раскрытие крыльев. Учёный признался, что испытал удивление от такой изощрённости природы. Но зачем жукам понадобилось столь сложное устройство, если крыльями всё равно движут активные мышцы?
Ранее наблюдая за жуками-носорогами, Фан заметил, что они могут использовать свои жёсткие надкрылья и силу взмаха, чтобы, встряхнув, разворачивать крылья для полёта. Как только полёт завершён, жуки опускаются и надкрыльями прижимают крылья обратно к телу. Оба эти действия пассивны по своей природе, то есть не предполагают использования грудных мышц, которые обеспечивают полёт у птиц и летучих мышей.
Внедрив этот пассивный механизм, учёные впервые создали машущего крыльями робота, которых может складывать их вдоль тела в состоянии покоя и пассивно разворачивать для подъёма в воздух и поддержания стабильного полёта, объяснил Фан.
Исследователи на основе знаний о жуках-носорогах собрали машущего миниробота весом 18 граммов. Он получился раза в два крупнее настоящего жука, зато может пассивным образом распрямлять и складывать свои крылья, подобно живому образцу.
Для простоты они использовали эластичные сухожилия в подмышечных впадинах, которые позволили роботу пассивно собирать крылья. Активируя машущие движения, робот расправляет свои крылья для взлёта и поддержания стабильного полёта без какого-либо второго механизма. Затем, прекращая взмахи после приземления, крылья быстро опускаются вдоль «тела» также без необходимости в дополнительных приводах.
Фан пояснил, что созданный робот со складывающимися крыльями может быть особенно полезен в ходе поисково-спасательных операций в ограниченных пространствах. Например, такие устройства могли бы проникнуть в разрушенное здание, недоступное другой технике. Когда полёт невозможен при максимальной тесноте, робот может передвигаться, ползая.
Когда миниробот ползёт, сложенные крылья гораздо меньше подвержены риску повреждения, а также не мешают протискиваться в узкие места. Как только робот найдёт достаточно простора, то может снова развернуть крылья и взлететь.
Заглядывая в будущее, создатели компактного летуна хотели бы изучить других насекомых, в том числе мушек. А также планируют улучшить манёвренность своего робота и способы наземного передвижения.
- Дмитрий Ладыгин
- techxplore.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Защитника замка словно пропустили через мясорубку: ученые воссоздали действие супероружия XIV века
Почему историки говорят, что это было даже не война, а технологическое шоу?...
Еще одна тайна Туринской плащаницы: лазер «проявил» то, что скрывалось веками
Почему сейчас ученые уверены: в момент воскрешения Христа изображения на ткани еще не было?...
Удивительная суперспособность помогла человечеству пережить последний ледниковый период
Ученые говорят: древние люди даже не дрожали от холода. Но как это у них получалось?...
Энергетическая революция отменяется? Ученые рассказали, как водород убивает современные турбины
Топливо будущего оказалось с таким опасным подвохом, что в пору от него отказаться...
На первом месте из 500: названы самые опасные в плане радиации профессии
С виду безобидные и престижные специальности оказались опаснее работы рядом с реактором или рентгеновским аппаратом...
Жизнь на Венере или хитрая афера: кому в 2020 году понадобилось запускать ракету на соседнюю планету?
Самое поразительное в этой истории то, что главный вопрос в ней так и остался открытым...
Был ли император Петр татарином по матери: что говорят документы и ученые?
Эта история имела продолжение: впоследствии родственники царя оказались еще… и «германцами»...
Небо зеленого цвета: почему ученые считали народы Севера «цветовыми инвалидами»?
И как так вышло, что сейчас у северян с цветовосприимчивостью все замечательно?...
Проект A119: как Америка хотела бороться за мир во всем мире... ядерной бомбардировкой Луны
Почему же эта сверхамбициозная программа в итоге была отменена и что напугало в ней американских генералов?...
Об этой проблеме не говорят вслух на орбите, но теперь ученые смогут помочь космонавтам
Эксперты говорят: если не исправить сложившуюся ситуации, то о полетах на Марс и дальше можно забыть...
Самый популярный авиалайнер оказался «дырявым»: Boeing-737 взломали за одну минуту «монеткой»
Оказалось, что некоторые устройства в самолете не менялись… еще с прошлого века...