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
«Цирк Шубикова» с бомбами: как в СССР создали «невозможный» авианосец
Самолеты атаковали противника, срываясь с летающей авиабазы. Это пытались сделать и США, и Германия, но получилось только у Советского Союза...
Медный парадокс: почему электричество никогда не придет в каждый дом
Эксперты считают, что развитие цивилизации уперлось в мощный геологический барьер. Кто виноват и как выходить из этой ситуации?...
Тайна разгадана: почему люди — это единственные приматы с подбородком
Оказалось, что эволюция действует не так, как столетиями считали ученые...
«Проклятие» Романовых: отчего на самом деле умер брат Петра I, царь Федор?
Российские ученые разгадали болезнь, которая свела в могилу старшую ветвь царской семьи...
Обнаружены, но обречены: кто угрожает гробницам, которые старше первых пирамид?
6000-летняя культура, обнаруженная спутниками, была уникальной. Она застала времена, когда Сахара была еще зеленой...
Новое исследование: Христофор Колумб — вообще не тот, кем его считали историки
Ученые даже назвали подлинное имя великого мореплавателя...
Еще одна тайна Аркаима разгадана: ученые объяснили, почему древний город построен именно на этом месте
Оказалось, что наши далекие предки очень умело использовали природную инфраструктуру и обладали инженерными знаниями...
60 млрд Солнц в одной точке: что скрывает самая тяжелая пара черных дыр?
Секрет абсолютной пустоты, похоже, разгадан. Там нет вообще ничего: Ни пыли, ни газа, ни звезд...
Назад в будущее: почему Швеция запрещает смартфоны в школах и возвращается к бумажным учебникам?
По словам экспертов, отмена цифровизации сейчас происходит во многих странах. Неужели человечество одумалось и начинает выздоравливать?...
Мы все «марсиане»: ученые доказали, что жизнь с Красной планеты могла долететь за несколько лет
Компьютерное моделирование подтвердило: бактерии способны пережить Великий перенос с Марса на Землю. И этот процесс может идти прямо сейчас...
СССР был первым в энергии ветра: что помешало стать лидером планеты?
Это был невероятный и прорывной проект советского конструктора Юрия Кондратюка. Того самого, по расчетам которого, американцы полетели на Луну...
В тени российского орла: сколько раз Петербург спасал Вашингтон от полной гибели?
Когда-то американцы клялись, что США будет дружить с Россией, покуда светят звезды. А сейчас делают вид, что не помнят...