หุ่นยนต์พับได้เหล่านี้บินได้เหมือนแมลงเต่าทอง

สแนป ล็อค. พับ. ทำซ้ำ.

เมื่อเต่าทองบิน ปีกของมันจะกางออกภายในสิบวินาที ซึ่งเร็วกว่าการกระพริบตา และเมื่อคลี่ออกแล้ว ปีกเหล่านั้นจะยังคงเปิดอยู่ ช่วยให้กระพือได้อย่างรวดเร็วโดยไม่เสี่ยงต่อการพับหรือโก่ง

คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ด้วงตัวน้อยหลากสีสันเป็นแรงบันดาลใจที่ดีสำหรับหุ่นยนต์บินได้ กล่าว Kyu-Jin Cho ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยหุ่นยนต์นุ่ม มหาวิทยาลัยแห่งชาติโซล ทางตอนใต้ เกาหลี. เขาและเพื่อนร่วมงานได้สร้างหุ่นยนต์ที่บินได้โดยใช้ปีกคู่หนึ่งที่เปิดและล็อกได้เหมือนกับเต่าทองจริงๆ

“เรากำลังพยายามเลียนแบบหลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังการสร้างการเคลื่อนไหวเหล่านั้น” โชกล่าว อธิบาย งานของเขาในสัปดาห์นี้ในวารสาร วิทยาศาสตร์หุ่นยนต์.

ปีกที่กลุ่มของเขาออกแบบมีความทนทานในการบิน แต่สามารถพับขึ้นได้เหมือนกระดาษโอริกามิเมื่อหุ่นยนต์แตะลง ปีกขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบาเหล่านี้ทำให้หุ่นยนต์รุ่นใหม่ในอนาคตเหมาะสำหรับภารกิจค้นหาและกู้ภัยหรือลาดตระเวน

หุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากเต่าทอง
ปีกขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบาเหล่านี้ทำให้หุ่นยนต์รุ่นใหม่ในอนาคตเหมาะสำหรับภารกิจค้นหาและกู้ภัยหรือลาดตระเวน Baek et al., วิทย์. หุ่นยนต์. 5, eaaz6262 (2020)

แมลงเต่าทองไม่ใช่แมลงเพียงชนิดเดียวที่พับปีกหลังให้แน่นเมื่อไม่ใช้งาน “แต่ต่างจากปีกของด้วงเต่าทองตรงที่พวกมันไม่กางออกเร็วขนาดนั้น” โชกล่าว กุญแจสำคัญในการบินขึ้นอย่างรวดเร็วของแมลงคือเส้นเลือดพิเศษในปีกของมันที่มีรูปร่างโค้งเล็กน้อยที่ช่วยให้พวกมันเก็บพลังงานยืดหยุ่นได้ในขณะที่งอ จากนั้นปล่อยออกเมื่อปีกเปิดออก เส้นเลือดโค้งยังทำให้ปีกแข็งและมั่นคงขณะบิน คล้ายกับการที่สายวัดตรงในขณะที่ยืดออก

“ถ้าคุณพับสายวัด…แล้วปล่อย มันจะเปิดอย่างรวดเร็ว” Cho กล่าว “มันเป็นหลักการเดียวกันโดยพื้นฐาน”

เขาและเพื่อนร่วมงานสร้างปีกผ้าขนาด 13 นิ้วด้วยเส้นเลือดพลาสติกเทียม และติดกับแมลงหุ่นยนต์ที่พวกเขาเคยออกแบบให้กระโดดหรือคลาน เส้นเลือดสามารถคลี่ออกได้ภายใน 116 มิลลิวินาที และสามารถรับน้ำหนักได้ถึง 150 เท่าของน้ำหนักตัวเองโดยไม่โก่งงอ

“มันจะล็อคตัวเองตามธรรมชาติเมื่อกางออกเพราะรูปทรงโค้ง ดังนั้นมันจึงสามารถรับน้ำหนักที่หนักมากได้” Cho กล่าว “ถ้ามันเป็นแค่พื้นผิวเรียบ มันจะงอทันที แต่เพราะมันมีรูปร่างโค้งแบบนี้ มันจึงแข็งแกร่งกว่ามาก”

นักวิจัยได้ทดสอบหุ่นยนต์ควบคุมระยะไกลตัวหนึ่งโดยสั่งให้มันกระโดดลงมาจากหลังคา เปิดปีกของมันกลางอากาศ และเหินลงสู่พื้น พวกเขาโยนหุ่นยนต์อีกตัวออกจากชั้นสองของอาคาร หลังจากร่อนลงสู่พื้นดิน หุ่นยนต์ตัวนี้ก็พับปีกและคลานไปตามพื้น ทีมงานยังพบว่าการออกแบบสามารถดัดแปลงเพื่อสร้างหุ่นยนต์ที่มีปีกกระพือได้

การออกแบบที่ได้รับแรงบันดาลใจจากโอริกามินี้ไม่ใช่ครั้งแรกในประเภทนี้ นักวิจัยคนอื่นๆ ได้สร้างอุปกรณ์ที่คล้ายกันโดยมีชิ้นส่วนที่กางออก รวมถึงแผงโซลาร์เซลล์สำหรับยานอวกาศ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ก่อนหน้านี้ใช้แผ่นแข็งที่ไม่สามารถเปิดได้อย่างรวดเร็ว ด้วยการสร้างโครงปีกที่โค้งเมื่อเปิดและแบนเมื่อพับ Cho และคณะของเขาออกจากแม่พิมพ์นี้

“ผมคิดว่าเครื่องของเราเป็นเครื่องแรกที่สามารถเก็บพลังงานได้จริง แล้วเปิดขึ้นอย่างรวดเร็วด้วยตัวมันเองโดยไม่ต้องใช้ส่วนประกอบเพิ่มเติม” เขากล่าว “ตัวโครงสร้างนั้นถูกใช้เป็นสปริง”

ซึ่งหมายความว่าปีกที่ได้รับแรงบันดาลใจจากเต่าทองสามารถพับได้อย่างเรียบร้อย ทำให้หุ่นยนต์พกพาสะดวกขึ้นและง่ายขึ้นสำหรับคนหรือโดรน เมื่อติดตั้งแล้ว หุ่นยนต์จะมีเสียงรบกวนน้อยกว่าโดรนแบบดั้งเดิม

นักวิจัยทั่วโลกกำลังสร้าง สวนสัตว์ของหุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพซึ่งบินได้เหมือนค้างคาว แมลง หรือนก.

“แอปพลิเคชันนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่วิธีที่พวกเขาพยายามรวมการออกแบบโอริกามิเข้ากับหุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพประเภทนี้คือ น่าสนใจ” Alireza Ramezani นักวิทยาการหุ่นยนต์แห่งมหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์นซึ่งกำลังสร้างหุ่นยนต์กระพือปีกชื่อ Bat กล่าว ธปท. “มีแนวโน้มในแง่ที่ว่าหวังว่าจะช่วยให้เราสร้างหุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพซึ่งมีความซับซ้อนน้อยกว่า เบากว่า และตอบสนองได้ดีกว่า”

อย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์โอริกามิก็มีข้อเสียอยู่บ้างเช่นกัน เขากล่าว พวกเขาสามารถพับเป็นรูปร่างในจำนวนจำกัดเท่านั้น ซึ่งจะจำกัดการเคลื่อนไหวที่หุ่นยนต์สามารถทำได้

ข้อดีอย่างหนึ่งของหุ่นยนต์เต่าทองคือสามารถกางปีกออกได้โดยการพับปีก ทำให้หุ่นยนต์สามารถกระโดดหรือคลานได้เมื่อไม่ได้อยู่ในอากาศ Cho กล่าว เขาวางแผนที่จะอัพเกรดหุ่นยนต์รุ่นต่อๆ ไปให้ควบคุมโดยปัญญาประดิษฐ์ เพื่อให้พวกมันสามารถนำทางได้ด้วยตนเองมากขึ้น

โพสต์บล็อกล่าสุด

การอ่านหนังสือกับลูกน้อยจะช่วยเธอไปตลอดชีวิต
August 22, 2023

การอ่านหนังสือให้ลูกฟังก็เหมือนกับการพูดคุยกับสุนัขของคุณ คุณไม่แน่ใจว่าพวกเขาเข้าใจพวกเขามากน้อยเพียงใด แต่มันทำให้คุณรู้สึกดีขึ้นที่จะทำเหมือนพวก...

ยินดีต้อนรับสู่ยุคอวกาศที่ทำให้พองได้
August 22, 2023

โอลิมปัส ประมวลผลด้วย VSCOcam พร้อมการตั้งค่าล่วงหน้า c1 เช้านี้ Robert Bigelow มหาเศรษฐีโรงแรมราคาประหยัด ผู้ตรวจสอบอาถรรพณ์; ผู้ประกอบการด้านอว...

นักวิทยาศาสตร์สร้างหนอนที่มีหัวคล้ายสปีชีส์อื่น
August 22, 2023

หนอนตัวแบน กิราร์เดีย โดโรโทเซฟาลา มีรูปร่างหัวที่มีลักษณะพิเศษ: เกือบจะเป็นรูปสามเหลี่ยมที่สมบูรณ์แบบ ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีเปลี่ยนรูปร่...