ساخت پهپادهای تغیرشکل دهنده با الهام از اژد‌ها + فیلم

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، محققان دانشگاه توکیو با استفاده از گروه قابل توجهی از نمونه‌های اولیه پهپاد موفق شدند پیچیدگی چند روتور را به سطح بعدی ارتقا دهند. این ربات‌های پرنده هیپنوتیزمی قادرند شکل ساختاری خود را در هوا تغییر دهند و قابلیت‌های بی‌سابقه‌ای ایجاد کنند.

در واقع، این ربات‌ها به صورت بخش‌های مجزا ساخته می‌شوند و هر بخش دارای واحد محرکه چند کوپتر مخصوص به خود است که به لطف سیستم‌های گیمبال چند محوره قادر به بردار نیروی رانش در هر جهتی است. بخش‌ها به هم متصل شده‌اند، اما می‌توانند در طیفی از جهات مختلف حرکت کنند. طراحی چنین رباتی از اژدهایان در حال پرواز و روشی که این جانوران افسانه‌ای می‌توانستند بدن خود را به آرامی در هوا حرکت دهند الهام گرفته شده است.

مدیر پروژه و دستیار پروفسور موجو ژائو می‌گوید: «وقتی کودک بودم در چین زندگی میکردم، بنابراین همیشه رویای اژد‌ها را در سر می‌پروراندم. ربات‌های زیادی وجود دارند که از زیست شناسی الهام‌گرفته شده‌اند، مانند سگ‌ها و گربه‌های رباتی. اژد‌ها یک حیوان واقعی نیست، اما نوعی نماد مقدس در آسیا ست. حالا ربات دراگون را به عنوان یک بازوی در حال پرواز انسان تصور کنید که می‌تواند برای تعویض یک لامپ، یا باز کردن دری مانند بازوی انسان در هوا تغییر شکل دهد. همچنین فکر کنید که این ربات می‌تواند تبیدل به یک مار شود و فضا‌های بسیار باریک را کشف کند.»

این هواپیما کمی لرزان و کمی کند است، اما با توجه به پیچیدگی کنترل یک هواپیمای چند روتور که به طور مداوم شکل و جهت ساختاری خود را تغییر می‌دهد، بسیار چشمگیر است. آزمایش‌ها نشان داده شده است که ربات شروع به انجام وظایف اساسی، مانند هل دادن و کشیدن اشیا،   چرخاندن روی خود برای ایجاد یک حلقه و پرنده‌ای با قابلیت گرفتن، دستکاری و رها کردن اجسام تا وزن ۱ کیلوگرم (۲.۲ پوند) است. این یک ایده کاملاً خارق‌العاده است، پرنده‌ای که می‌تواند در اطراف یک منطقه بچرخد، چیز‌هایی را بگیرد و کار‌های مفیدی را با آن‌ها انجام دهد. همچنین ربات اژد‌ها می‌تواند از اتصالات پین مانند برای باز و بسته کردن دریچه‌های بزرگ، در جهت‌های بالا، پایین و افقی استفاده کند. در ویدیوی زیر نحوه عملکرد ربات «اژدها» را مشاهده می‌کنید:

پژوهشگران چندین سال است که روی ربات دراگون کار می‌کند تا نرم‌افزار کنترل پرواز سریع‌تر شود و با سرعت و سیالیت بیشتری شروع به حرکت کند. اکنون، آن‌ها برداشت عجیب‌تری از این مفهوم  را در قالب ربات جدید خود را با نام «SPIDAR»،   ارائه کردند که مخفف "SPherIcally vectorable and Distributed rotors assisted Air-ground amphibious quadruped Robot" است.

«SPIDAR» یک ربات چهارپا با مفاصلی در لگن و زانوی هر پا است. این مفاصل برای کمک به حرکت موتور ضعیفی دارند، اما محققان تلاش کرد تا موتور‌های اضافی را با استفاده از واحد‌های پیشران چندکوپتر بردار در هر بخش به عنوان وسیله اصلی برای حرکت دادن پا‌ها و همچنین بلند کردن وزنه ۱۵ کیلوگرمی در هوا به حداقل برساند.

همانطور که ویدیوی زیر نشان می‌دهد، چیزی که در نهایت با آن مواجه می‌شوید یک ربات عنکبوتی بسیار کند و پر سر و صدا است که پاهایش در این مرحله ضعیف و لرزان به نظر می‌رسند. همچنین به نظر می‌رسد که برای ماندن در هوا سخت کار می‌کند و ارتعاشات هارمونیک در میان واحد‌های پیشران به وضوح یک مشکل است. حرکت پیاده روی کمی بیهوده به نظر می‌رسد، اما این ربات می‌تواند ۲۰ دقیقه راه برود و با باتری فعلی خود به مدت ۹ دقیقه پرواز کند. اما هنوز هم برخی از احتمالات بسیار جالب را مطرح می‌کند. با کمی توسعه بیشتر، این ربات به یک چنگال پرنده چهار نقطه‌ای تبدیل می‌شود که به طور بالقوه قادر به نگه داشتن و دستکاری دو جسم در آن واحد است.

واضح است که این ربات‌ها نمونه‌های بسیار اولیه هستند. اما با کمی تخیل، می‌توانیم مشاهده کنیم که این ربات‌های ماهی مرکب پرنده به سبک ماتریکس با هر تعداد بازو عملی  می‌شوند و با واحد‌های محرکه در هر بخش شاخک یا پا، بازو‌ها وزن مرده‌ای روی بدنه هواپیما ندارند. هر کدام یک تکیه گاه هستند و بسته به جایی که بار در آن قرار دارد می‌توانند با درجات مختلف اهرم بالابر را فراهم کنند. چنین ماشین‌هایی می‌توانند چندین کار را همزمان انجام دهند و به طور بالقوه بازوهای آزاد خود را قفل کنند تا سازه‌های خود را در برابر دیوارها، سقف ها، کف یا سایر اجسام جامد که در آن نیرو یا اهرم اضافی مورد نیاز است، محکم کنند.