Droni i zgjuar nënujor mund të kalojë në fluturim në më pak se një sekondë

Robotët tradicionalisht janë ndërtuar me qëllim për të kryer një detyrë të vetme, shumë specifike, por studiuesit nga Universiteti Beihang po marrin një qasje shumë të ndryshme me një dron të ri robotik që mund të operojë nën ujë po aq lehtë sa në ajër, dhe përmban një inteligjencë. Truk i frymëzuar nga natyra për të maksimizuar gamën e tij.

Kur mendoni për robotët, ndoshta ju vjen në mendje një nga dy versionet: humanoidet shumë të aftë që na ka premtuar fantashkenca, ose krahët e artikuluar pa mendje që kryejnë detyra të përsëritura në fabrika. Qasja e fundit është pak a shumë aty ku kemi qenë për dekada, por teksa teknologjia arrin dalëngadalë me imagjinatën e shkrimtarëve të fantashkencës, projektuesit e robotëve kanë filluar të zhvillojnë automatikë të aftë për të kryer një shumëllojshmëri më të gjerë veprimesh. Boston Dynamics’ Spot, për shembull, përdor katër këmbë të ngjashme me qentë për të lundruar në terrene të ndryshme dhe për të kryer shumë misione të ndryshme, duke përfshirë mbrojtjen e rrënojave të Pompeit gjatë natës dhe gjenerimin e hartave të detajuara 3D të zonave shumë të rrezikshme për t’u vizituar nga njerëzit.

Qasja e adaptueshme e bën më të lehtë për kompanitë ose organizatat kërkimore të justifikojnë koston e lartë të një roboti, por ajo që ka krijuar Laboratori Biomekanikë dhe Soft Robotikë i Universitetit Beihang është vërtet unike. Edhe me këmbët shumë të artikuluara, Boston Dynamics’ Spot është ende i kufizuar në misione në tokë. Ky dron i ri mund të kryejë detyra ose nën ujë, në ajër ose të dyja, pa pasur nevojë për modifikime në mes.

Për shumicën e dronëve me katërkopter, një ulje në ujë do të thotë që pilotit do t’i duhet të largohet për ta shpëtuar atë (dhe më pas të zëvendësojë shumicën e komponentëve të tij elektronikë). Ky dron është i ndryshëm. Është plotësisht i papërshkueshëm nga uji dhe përmban një grup helikash vetë-palosje që shemben kur operohen me shpejtësi më të ulëta nën ujë për të manovruar me efikasitet dronin kur zhytet. Më pas ato shtrihen automatikisht ndërsa droni kalon nga uji dhe del në ajër. Studiuesit optimizuan performancën e dronit në mënyrë që kalimi ujë-ajër të zgjasë rreth një të tretën e sekondës dhe, si një grup delfinësh që kërcejnë nga uji, droni është i aftë për kalime të përsëritura ujë-ajër, duke kryer shtatë ato radhazi gjatë testimit në afërsisht 20 sekonda.

Ashtu si me çdo pajisje elektronike, aftësitë autonome të një roboti shpesh kufizohen nga kapaciteti i baterive të tij, dhe kjo është veçanërisht e vërtetë për dronët fluturues që mbështeten në katër motorë elektrikë që rrotullohen vazhdimisht për të qëndruar lart. Në mjediset laboratorike, shpesh do të shihni robotë të avancuar të bashkangjitur në lidhje kabllore që ofrojnë një burim të pandërprerë energjie, por ky nuk është një opsion i shkëlqyeshëm për robotët e krijuar për të eksploruar thellësitë e oqeanit ose për të mbledhur të dhëna ajrore – ose të dyja, në këtë rast .

Për të rritur në mënyrë dramatike rrezen e këtij droni dhe për të ndihmuar në ruajtjen e fuqisë së baterisë gjatë udhëtimit për në dhe nga një vend misioni, studiuesit i dhanë atij një përmirësim shtesë të frymëzuar nga peshku remora, i njohur më mirë si peshku thithës, i cili përdor një disk ngjitës sipër. e kokës së tij për t’u lidhur përkohësisht me krijesa të tjera nënujore në mënyrë që të bëjë një udhëtim dhe të kursejë energji.

Dronët që mund të zbresin për të kryer vëzhgime të synuara duke ruajtur jetën e baterisë nuk janë një ide e re, por si robotët në një fabrikë, ata zakonisht përdorin mekanizma të përshtatur për sipërfaqe specifike, si kthetrat e artikuluara që kapin një degë ose këmbët ngjitëse të frymëzuara nga geko. që ngjiten në mure. Për një dron robotik të projektuar me fleksibilitet në mendje, studiuesit donin një mënyrë më të gjithanshme për t’u ngjitur në një sërë sipërfaqesh: të lagura, të thata, të lëmuara, të ashpra, të lakuara, apo edhe ato që lëvizin nën ujë, ku forcat prerëse të ujit kërkojnë një shtrëngim tepër i fortë.

Disku ngjitës i peshkut remora ishte zgjidhja perfekte, pasi përfshin teprica të integruara që e lejojnë atë të qëndrojë i ngjitur në sipërfaqe edhe me kontakt të pjesshëm. Dy vjet më parë, Li Wen, një nga studiuesit dhe autorët e punimit të botuar sot, ishte pjesë e një projekti tjetër kërkimor në Universitetin Beihang, i cili projektoi në mënyrë të kundërt se si funksiononte në të vërtetë disku i peshkut remora.

Ky hulumtim zbuloi se peshku remora ngjitet në sipërfaqe shumë si një filxhan thithës, me një kreshtë ovale fleksibël të indeve të buta që krijon një vulë të ngushtë. Ndërsa uji shtrydhet nga boshllëku midis remorës dhe pritësit të saj, thithja e mban atë në vend. Sipërfaqja e diskut të peshkut remora është gjithashtu e mbuluar me kreshta të rreshtuara në kolona dhe rreshta të quajtura lamela (të ngjashme me kreshtat që mund të ndjeni në çatinë e gojës tuaj) që mund të zgjaten përmes kontraktimeve të muskujve për të përfshirë spinula të vogla që mbërthehen më tej në mikpritës. Këto kreshta lamelale ndihmojnë gjithashtu në krijimin e ndarjeve më të vogla të thithjes që ruajnë vulën e tyre edhe nëse buza më e madhe e diskut nuk e bën këtë. Ndryshe nga një gotë thithëse, e cila e lëshon kapjen e saj në një sipërfaqe të lëmuar kur ngrihet një pjesë e vogël e skajit të saj, një peshk remora do të vazhdojë të qëndrojë.

Ekipi ishte në gjendje të krijonte një version artificial të diskut thithës të peshkut remora përmes një qasjeje me katër shtresa. Ata çiftuan një shtresë ultrafleksibile sipër me struktura më të ngurtë poshtë, si dhe një shtresë me një rrjet kanalesh të vogla që mund të fryhen kur pompohen plot lëngje, duke zëvendësuar indin e gjallë të muskujve si një mënyrë për të përfshirë strukturat e lamelave për të rritur më tej thithjen. .

I instaluar mbi dronin zhytës, mekanizmi i thithjes e lejon atë të ngjitet në një sërë sipërfaqesh, edhe nëse ato kanë një strukturë të ashpër, nuk janë krejtësisht të sheshta ose kanë një sipërfaqe më të vogël se mekanizmi i thithjes. Ashtu si një peshk remora, droni, të paktën teorikisht, mund ta gjejë veten një mikpritës nënujor (i cili nuk trembet menjëherë nga helikat e tij rrotullues) dhe të ngjitet për një udhëtim të lirë, duke kërkuar vetëm mekanizmin e thithjes që të fuqizohet, i cili është një shkarkim minimal në bateritë e tij në bord. E njëjta gjë mund të bëhet në ajër, megjithëse sfidat e bashkimit të suksesshëm të dronit me një avion tjetër do të ishin monumentale, pasi edhe diçka aq e ngadaltë sa një avion me vela ka një shpejtësi minimale prej 40 mph: një objektiv sfidues në lëvizje.