Bat Bot, drona ultrauşoară care imită zborul liliacului

February 2017

Bat Bot (B2) va avea un rol uriaş la calamităţile naturale, va ajuta la cercetarea zonelor de dezastru

Realizarea de roboți care să imite zborul păsărilor sau al insectelor și, în special, mișcările greu de urmărit ale aripilor, a fost o mare preocupare și pasiune pentru ingineri și cercetători. Eforturile s-au amplificat în ultimii ani și au apărut câteva realizări de succes, unul dintre principalele obstacole în studiul formei exterioare a acestor ființe (morfologia) fiind dimensiunile reduse, diferențele de mișcare în cele trei faze de zbor, decolarea, zborul propriu-zis (în modul „vâslit”, „planat” sau „cu pânze”) sau aterizarea și viteza cu care acestea trec de la o fază la alta. Cercetările s-au axat pe realizarea de „roboți de dimensiunile unei păsări sau insecte (bird-size sau insect-size) și spre platformele MAV (Micro Aerial Vehicles), pentru care trebuie să se studieze, găsească și dezvolte algoritmi de control al zborului, pentru aparate care nu se încadrează în categoria sistemelor cu aripi rotative sau cu aripi fixe convenționale”, se arată pe site-ul ieeexplore.ieee.org, (biblioteca digitală IEEE Xplore) care este o sursă puternică de acces la conținutul științific și tehnic al IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), organizație internațională de tip non-profit cu sediul central în orașul New York. Principalele aplicații potențiale, ale acestor roboți, sunt misiunile de supraveghere și de salvare. În particular, recentele evoluții ale MAV arată că acești mici roboți care zboară pot efectua manevre rapide și suple, similar păsărilor care au fost model de inspirație. Eforturile recente, dar și provocările, s-au orientat pe studiul și analiza trăsăturilor fiziologice ale liliecilor, locomoției aeriene și relației complexe ale acestor capacități.

Liliecii au captat mult timp imaginația oamenilor de știință și inginerilor, cu agilitatea lor de neegalat, iar mișcările complexe ale aripilor prezintă provocări tehnologice semnificative pentru cei care doresc să reproducă zborul lor la un robot.

Mecanismele principale de zbor ale liliecilor au fost recreate, cu o fidelitate fără precedent, în Bat Bot (B2), un robot autonom cu aripi ușoare, moi și articulate, dezvoltat de cercetatori de la Caltech (California Institute of Technology) din Pasadena, California, și de la UIUC (University of Illinois at Urbana-Champaign), uneori numită simplu Illinois. Bat Bot este o „mașinărie de zbor”, un sistem complex, cu cinci grade de acționare a aripilor (DoA – Degrees of Actuation), care reușește să imite „modul în care liliecii controlează atitudinea corporală și poziția, prin interacțiunea complexă a forțelor aerodinamice cu mecanismul lor muscular și scheletic complicat”. Aceste grade de acționare permit lovirea aerului cu mișcări ale membrelor anterioare, plierea sau desfășurarea părților mediane și deplasările în sus și în jos ale membrelor posterioare (dorsoventrale). Se poate argumenta că liliecii au cel mai sofisticat mecanism de zbor printre animale, ale căror aripi au capacitatea de a-și schimba forma. Mecanismul lor de zbor implică mai multe tipuri diferite de articulații care cuplează oasele și mușchii formând un sistem complicat, care este capabil de mai mult de 40 de direcții de rotație. Robotul Bat Bot care are forma unui liliac și nu cântărește decât 93 de grame. Seth Hutchinson, profesor de inginerie în cadrul Universităţii Illinois a declarat, „Bat Bot are nouă articulaţii şi măsoară mai puţin de 20 de centimetri de la coadă la cap”.

„Membrana foarte subţire de pe aripi se întinde pe aproximativ 46 de centimetri iar viteza aripilor este de 10 bătăi pe secundă”. Bat Bot are un microprocesor drept „computer de bord”, 5 motoare de curent continuu, cadru din fibră de carbon realizat prin imprimare 3D și aripi din membrană de silicon. Împreună cu profesorul Seth Hutchinson au mai lucrat la acest proiect Soon-Jo Chung, proferor asociat și cercetător științific la Caltech și la Jet Propulsion Laboratory (JPL), Alireza Ramezoni, colaborator mai vechi al lui Soon-Jo Chung, și Xichen Shi, din cadrul UIUC. Profesorul Hutchinson a mai susținut că „robotul este ideal pentru observarea zonelor afectate” și a dat ca exemplu centrala nucleară Fukushima din Japonia. Proiectul a durat trei ani şi a costat 1,5 milioane $. În cadrul acestui proiect au lucrat şi experţi în zborul liliecilor de la Brown University din Providence, Rhode Island, SUA, fondată în 1764. Următorii pași ai proiectului înseamnnă adăugarea de camere, crearea mai multor drone şi obţinerea aprobării guvernului pentru a fi utilizate.

Tags