26 Οκτ 2017



Επόμενη γενειά drones εμπνευσμένη από τη φύση.

Το κλειδί για το σχεδιασμό της επόμενης γενιάς drones θα μπορούσε να βρίσκεται στο ζωικό βασίλειο.

Οι μηχανικοί διερευνούν μια περιοχή έρευνας που ονομάζεται βιομιμητική, η οποία είναι ένας διεπιστημονικός τομέας που συνδυάζει τις αρχές της μηχανικής, της χημείας και της βιολογίας, σύμφωνα με τη Φύση.
Αυτές οι έννοιες εφαρμόζονται στη σύνθεση υλικών, συνθετικών συστημάτων ή μηχανών που παρουσιάζουν λειτουργίες παρόμοιες με τις βιολογικές διεργασίες.
Ουσιαστικά, η βασική ιδέα είναι ότι οι βιώσιμες λύσεις στα ζητήματα που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα θα μπορούσαν να λυθούν με τη μίμηση προτύπων και στρατηγικών που βρέθηκαν στη φύση.
Ορισμένες εφαρμογές που προέκυψαν από αυτή τη μοναδική μορφή επιστημονικής μελέτης περιλαμβάνουν την ανάλυση του τρόπου με τον οποίο τα φτερά του τζιτζάνα μπορούν να αποκρούσουν το νερό και να οδηγήσουν σε νέες τεχνητές επιφάνειες με αυτοκαθαριζόμενες ή αντιμυκητικές ικανότητες.
Η προσομοίωση χαρακτηριστικών όπως η δυνατότητα ενός πουλιού να ακουμπήσει με ασφάλεια πάνω σε ένα χείλος ή να εξομοιώνει τα σύνθετα μάτια ενός εντόμου που μπορεί να τους βοηθήσει να δουν ένα διαφορετικό φάσμα φωτός από τον άνθρωπο, θα μπορούσε να δημιουργήσει ρομπότ πιο επιρρεπείς και απαιτούν λιγότερη συντήρηση όταν αποστέλλονται σε αποστολές αναγνώρισης.
Το περιοδικό R & D ανέδειξε μερικές από τις καινοτομίες που βασίζονται στη φύση, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο.
Bat Bot
Οι νυχτερίδες διαθέτουν διάφορα χαρακτηριστικά γνωρίσματα που οι μηχανικοί και οι επιστήμονες θα μπορούσαν να βρουν ιδανικά για μελλοντικά ρομποτικά έργα. Τα πλάσματα θεωρούνται ότι έχουν τον πιο εξελιγμένο μηχανισμό πτήσης με κίνηση μέσα στο ζωικό βασίλειο, αλλά οι σύνθετες κινήσεις πτέρυγας που δημιουργούν σημαντικές τεχνολογικές προκλήσεις για την αναπαραγωγή τους.
Ωστόσο, μια ομάδα ερευνητών από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας και το Πανεπιστήμιο του Illinois στην Urbana-Champaign μπορεί να έχουν βρει έναν τρόπο γύρω από αυτό το εμπόδιο και νωρίτερα φέτος εισήγαγε το «Bat Bot».
Αυτή η μηχανική δημιουργία μοιάζει με το αντίστοιχο της πραγματικής ζωής. Ζυγίζει 93 γραμμάρια και έχει περίπου ένα πόδι φτερό. Μια προσαρμοσμένη εξαιρετικά λεπτή μεμβράνη βασισμένη σε σιλικόνη αναπτύχθηκε για την προσομοίωση της ελατότητας των φυσιολογικών φτερών της νυχτερίδας.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο σχεδιασμός του μηχανισμού πτήσης περιλαμβάνει διάφορους τύπους αρθρώσεων που αλληλοσυνδέουν τα οστά και τους μυς για να κατασκευάσουν ένα μυοσκελετικό σύστημα ικανό να κινείται σε περισσότερες από 40 περιστροφικές κατευθύνσεις
Η μεμβράνη που βασίζεται σε σιλικόνη γεμίζει με αέρα και παραμορφώνεται όταν το ρομπότ αρχίζει να πλένει τα φτερά του. Στη συνέχεια, οι μεμβράνες σπρώχνουν πίσω στο συνηθισμένο σχήμα τους και εκπέμπουν αέρα παράγοντας μια τεράστια ενίσχυση στην ισχύ για το πτερύγιο.
"Η δουλειά μας δείχνει ένα από τα πιο εξελιγμένα μέχρι σήμερα σχέδια ενός αυτοτελούς φλερτ-φτερού εναέριου ρομπότ με μορφολογία νυχτερίδας που είναι σε θέση να εκτελέσει αυτόνομη πτήση", δήλωσε η συγγραφέας της μελέτης Alireza Ramezani, σε δήλωση της.
Η τελειοποίηση αυτού του σχεδιασμού θα μπορούσε ουσιαστικά να βοηθήσει στην απόδοση νέων σχεδίων όπου τα αεροσκάφη μπορούν να έχουν περισσότερη ευελιξία για να πετάξουν σε περιβάλλοντα που κατοικούν άνθρωποι και άλλα εμπόδια χωρίς να προκαλούν ζημιά ή τραυματισμό.

Τεχνητοί επικονιαστές
Ένας στόλος πειραματικών σκαφών μεγέθους εντόμων θα μπορούσε να γίνει είτε ως αντικαταστάτης είτε ως βοηθός στις πραγματικές μέλισσες, καθώς αυτά τα πλάσματα αντιμετωπίζουν ταχεία πτώση του πληθυσμού, χάρη στη Διαταραχή κατάρρευσης Αποικιών
"Η παγκόσμια κρίση επικονίασης είναι ένα κρίσιμο ζήτημα για το φυσικό περιβάλλον και τη ζωή μας. 

Η ανάγκη ανάπτυξης ενός καινοτόμου εργαλείου επικονίασης που δεν απαιτεί χρόνο και προσπάθεια για την επίτευξη επικονίασης με υψηλό ποσοστό επιτυχίας είναι επείγον ", έγραψε η ομάδα στην εφημερίδα τους.
Οι ερευνητές στην Ιαπωνία σχεδίασαν αυτά τα περίεργα πρωτότυπα, προσαρμόζοντας τις τρίχες των τριχών αλόγου σε ένα μηχάνημα μεγέθους ενός προσαρμογέα ρεύματος, ανέφερε το Business Insider. 
Οι τρίχες επικαλύφτηκαν με ένα ειδικό πήκτωμα που τους επιτρέπει να συγκεντρώνουν γύρη από λουλούδια με τον ίδιο τρόπο που θα έκαναν και οι μέλισσες.
Οι δοκιμές στο εσωτερικό του εργαστηρίου έδειξαν ότι οι drones ήταν σε θέση να πάρουν τη γύρη σαν ένας φυσικός επικονιαστής και θα μπορούσαν να απελευθερώσουν αυτούς τους κόκκους με επιτυχία επικονιάζοντας το φυτό.
Τα αεροσκάφη δεν είναι αυτόνομα και δεν έχουν ακόμη δοκιμαστεί εκτός του εργαστηρίου.
Ωστόσο, η μελλοντική έρευνα θα μπορούσε να περιλαμβάνει την έγχυση ενός συνδυασμού τεχνητής νοημοσύνης, του GPS και κάμερες υψηλής ανάλυσης, ώστε αυτά τα μηχανήματα να είναι εντελώς αυτόνομα, ειδικά σε δοκιμές που πραγματοποιούνται έξω.

Ghostswimmer
Κάποιοι φιλόδοξοι μηχανικοί έχουν βρει άλλες βιολογικές έμπνευση για τα αεροσκάφη τους.
Το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ, σε συνεργασία με μια εταιρεία που ονομάζεται Boston Engineering, εξέτασε ένα μη επανδρωμένο υποβρύχιο όχημα στην κοινή αποβάθρα βάσης Ανατολής στην Virginia Beach της Βιρτζίνια το Δεκέμβριο του 2014.
Το πρωτότυπο, με την ονομασία Ghostswimmer, αναπτύχθηκε ως μέρος του Silent NEMO του ναυτικού, το οποίο αποτελεί ένα πείραμα που διερευνά τις δυνατότητες χρήσης βιομιμητικών, μη επανδρωμένων υποβρυχίων οχημάτων στο στόλο.
Το Ghostswimmer μοιάζει με το σχήμα και μιμείται το στυλ κολύμβησης ενός μεγάλου ψαριού. Ζυγίζει περίπου 100 κιλά και μπορεί να λειτουργεί σε υδάτινα βάθη που κυμαίνονται από 10 ίντσες έως 300 πόδια.

Το ρομπότ μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα για παρατεταμένες χρονικές περιόδους λόγω μιας μακράς διάρκειας μπαταρίας, αλλά οι χρήστες μπορούν επίσης να ελέγξουν το σκάφος μέσω ενός φορητού υπολογιστή που είναι συνδεδεμένος σε έναν ιμάντα 500 ποδιών.
"Το κολύμπι ακριβώς όπως το κάνει ένα ψάρι με ταλάντευση του ουραίου πτερύγια ", δήλωσε ο διευθυντής του Advanced Systems Group Boston Engineering Michael Rufo, σε δήλωση. "Η μονάδα είναι ένας συνδυασμός μη επανδρωμένων μηχανικών συστημάτων και μοναδικών δυνατοτήτων πρόωσης και ελέγχου."
Η μέθοδος προώθησης που μοιάζει με ψάρια θα μπορούσε να καταστήσει πιο ήσυχη από ένα σκάφος με έλικα που έχει το ίδιο μέγεθος, σύμφωνα με τον New Atlas. Μια μυστική εμφάνιση θα μπορούσε να το κάνει χρήσιμο σε εφαρμογές όπως υπηρεσίες πληροφοριών, επιτήρησης και αναγνώρισης. Οι "φιλικές" εργασίες όπως οι επιθεωρήσεις κύτους θα μπορούσαν να είναι βιώσιμες, αφού ο σύνδεσμος είναι αρκετός για να μεταδώσει τις πληροφορίες πίσω στο φορητό υπολογιστή.
Εντούτοις, τα ψάρια θα έπρεπε να μεταφέρονται περιοδικά στην επιφάνεια για να κατεβάσουν τα δεδομένα τους.

Stickybot
Οι μηχανικοί που εργάζονται στο εργαστήριο βιομηχανοποίησης και δεξιοτεχνίας του πανεπιστημίου του Στάνφορντ έχουν επικεντρωθεί στην ικανότητα του gecko να κολλάει σε ορισμένες επιφάνειες ως έμπνευση για τις αναπτυξιακές του προσπάθειες.
Οι ερευνητές πίσω από αυτή την προσπάθεια ανέλυαν τη βιολογία των ποδιών των σαυρών, που περιέχουν εκατοντάδες ράχες που μοιάζουν με flap, που ονομάζονται ελασματοειδείς. Κάθε κορυφογραμμή έχει εκατομμύρια τρίχες που ονομάζονται σκηνές, οι οποίες είναι 10 φορές λεπτότερες από τις ανθρώπινες. Περαιτέρω εξέταση δείχνει ότι κάθε τρίχα διαιρείται σε μικρότερα συστατικά που ονομάζονται σπάτουλα που μοιάζουν με δέσμη διαχωρισμένων άκρων.
Αυτά τα διαχωρισμένα άκρα είναι τόσο μικρά ώστε να αλληλεπιδρούν εντός των μορίων της επιφάνειας αναρρίχησης, αφήνοντας το gecko να προσκολλάται σε μια ποικιλία επιφανειών.
Η διάσπαση αυτού του μοριακού κώδικα οδήγησε στην ομάδα να δημιουργήσει ένα ρομπότ που ονομάστηκε Stickybot που μοιάζει με το gecko. Χρησιμοποιεί μια ξηρή κόλλα για να περπατήσει σε οποιαδήποτε ομαλή επιφάνεια σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Η περαιτέρω ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας οδήγησε τους μηχανικούς να κατασκευάσουν περισσότερα ρομπότ που θα μπορούσαν να ανέβουν στους τοίχους που μεταφέρουν περισσότερο από 100 φορές το βάρος τους, σύμφωνα με τον New Scientist.
Επί του παρόντος, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ και το Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA εργάζονται για την έγχυση αυτής της συγκολλητικής ουσίας με επικάλυψη τύπου gecko σε ρομποτικά αρπάγες που θα μπορούσαν να καθαρίσουν τα συντρίμμια.


πηγη : beeculture.com

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου