صناعة

يطور الباحثون روبوتًا جويًا ثوريًا مستوحى من الخفافيش

يطور الباحثون روبوتًا جويًا ثوريًا مستوحى من الخفافيش


تمتلك الخفافيش آليات الطيران الأكثر تطوراً بين جميع الحيوانات. على الرغم من مسارات الطيران التي تبدو متهورة ، فإن الخفافيش هي واحدة من أكثر الكائنات الطائرة دقة على هذا الكوكب. لقد أثارت قدرتهم على تغيير الاتجاه بسرعة وبدقة كبيرة اهتمام العلماء لسنوات عديدة. على الرغم من أن إعادة إنشاء حركات الجناح المعقدة التي يستخدمها الخفاش للطيران أمر صعب للغاية.

أثبت تصميم طائرة بدون طيار ببراعة الخفاش أنه من الصعب للغاية على الروبوتات إعادة إنشائها. ومع ذلك ، وفقًا لورقة بحثية جديدة نشرها أستاذ معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وباحث مختبر الدفع النفاث سون جو تشونغ ، فقد تم إنجاز هذا العمل الفذ.

المخلوقات المجنحة ليست أعجوبة جديدة للطيران الآلي. لسنوات ، كان المهندسون قادرين على محاكاة طيران الطيور والبق مع نظرائهم الروبوتات. الخفافيش معقدة بشكل لا يصدق - مع وجود أكثر من 40 مفصلًا في أجنحتها ، فإن إعادة إنشاء نفس قدرات الطيران للخفافيش قد أفلت المهندسين - حتى الآن.

صمم الباحثون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وجامعة إلينوي في أوربانا شامبين (UIUC) أول خفاش آلي يطير بنفس دقة الخفاش الحقيقي تقريبًا. يتميز "بات بوت" ، كما يطلق عليه ، بأجنحة ناعمة مفصلية قادرة على محاكاة الحركات المعقدة لخفاش حقيقي. يبسط التصميم الجديد التركيب المعقد للخفاش المكون من 40 وصلة وصولاً إلى تسعة معقولة.

تم تصنيع Bat Bot من عظام ألياف الكربون ومفاصل تجويف مطبوعة ثلاثية الأبعاد والتي تزن فقط93 جرام يمتد غشاءه الرقيق للغاية القائم على السيليكون على امتداد جناحيه البالغ قدم واحدة تقريبًا. أجنحتها المعقدة قادرة على الثني والتمديد والتواء في الكتف والمرفقين والمعصمين والساقين.

"سيساعدنا تصميم الروبوت هذا في بناء روبوتات طيران أكثر أمانًا وكفاءة ، كما يمنحنا مزيدًا من المعرفة حول الطريقة التي تطير بها الخفافيش" ، كما يقول Soon-Jo Chung ، الأستاذ المشارك في الفضاء الجوي وبرين سكولار في قسم الهندسة والعلوم التطبيقية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، وعالم أبحاث مختبر الدفع النفاث. (يدير معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا مختبر الدفع النفاث لناسا).

إن قدرة الروبوت على تحريك كل جناح بشكل فردي مع تغيير شكل الجناح بشكل مستمر تمكنه من أداء المناورات المعقدة التي تشتهر بها الخفافيش الحقيقية. علاوة على ذلك ، فإن قدرتها على التلاعب بخصائص الطيران الخاصة بها تمنحها ميزة إضافية تتمثل في تحسين كفاءتها وسرعتها وبراعتها مع الحفاظ على تصميم هادئ ومنخفض.

ويضيف رامزاني: "يوضح عملنا أحد أكثر التصاميم تقدمًا حتى الآن للروبوت الجوي ذي الأجنحة المرفرفة ذاتيًا والمزود بمورفولوجيا الخفافيش القادرة على أداء رحلة مستقلة"..

مزايا بات بوت

واحدة من السمات الرئيسية لـ Bat Bot هي غشاء جناحه المرن. لا يمكن شد الأقمشة التقليدية خفيفة الوزن (مثل النايلون ومايلر التي تستخدم في أجهزة الطيران الاصطناعية) بسهولة. في مكانه ، لجأ مهندسو معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا إلى نظير أكثر تمددًا - غشاء فائق النحافة مخصص (56 ميكرون) ، وهو غشاء قائم على السيليكون يحاكي أجنحة الخفافيش الرقيقة والمطاطة.

راجع أيضًا: هذه الطائرة بدون طيار MORPHING تأخذ رحلات مستوحاة من الطبيعة

تمتلك أجنحة Bat Bot المرنة القدرة على زيادة كفاءة الروبوتات الطائرة الحالية بشكل كبير. عندما يرفرف الروبوت بجناحيه ، تنتفخ أجنحته المطاطية بالهواء. عندما يصل الجناح إلى الجزء السفلي من السديلة السفلية ، تعود الأغشية بسرعة إلى الوراء ، وتطلق دفقة من الهواء. تؤدي الزيادة في الدفع إلى الأسفل إلى تضخيم هائل للقوة.

لم يكن تصميم Bat Bot الحالي متقدمًا بما يكفي لدعم مهام المسافات الطويلة. على الرغم من أن فريق البحث وراء المشروع يقوم بتحسين الروبوت ، فقد يصبح جهازًا متكاملًا لاستخدامه في البيئات الحضرية القريبة.

بقلم مافريك بيكر


شاهد الفيديو: الثعلب الطائر أو خفاش الثمار العملاق