Дроновете имат още какво да научат от способността на птиците да кацат на различни места.
От жици до клони на дървета, птиците са развили способността си да кацат върху голямо разнообразие от повърхности.
Скорошно проучване имаше за цел да внуши тази способност на въздушните дронове чрез оборудване на квадрокоптер с 3D отпечатана структура, която имитира функциите на краката и стъпалата на птиците.
Дронът, наречен SNAG, е в състояние да каца върху много естествени и изкуствени повърхности и дори може да улавя предмети във въздуха.
Дроновете могат да извършват някои доста впечатляващи подвизи, от високоскоростни летателни движения до способността им да остават почти неподвижни във въздуха за дълги периоди от време.
Но по отношение на кацането, дроновете нямат почти нищо общо с птиците.
Възползвайки се от милиони години еволюция, повечето птици могат да превърнат почти всичко – клон, телефонен кабел или тръба – в основа за кацане. Дроновете, за разлика от тях, обикновено са ограничени до кацане на обикновени и плоски повърхности.
С цел да създадат по-гъвкави летящи дронове, изследователи прекарват години в изучаване на конкретните начини, по които птиците изпълняват своите грациозни маневри за кацане върху голямо разнообразие от естествени и изкуствени обекти.
Резултатите показват, че въпреки че птиците могат да кацат на много различни повърхности, тяхната стратегия за кацане обикновено остава същата, независимо от повърхността.
Екип от изследователи наскоро се опита да възпроизведе тази стратегия за кацане на птици в робот квадрокоптер, оборудван с 3D отпечатана структура, която имитира функциите на хващане на краката на птиците. Резултатите са публикувани в списанието Science Robotics.
Дронът SNAG
Дронът, подобен на птица, е наречен SNAG (stereotyped nature-inspired aerial grasper) Защо “стереотипно”? Подобно на птиците, дронът е програмиран да изпълнява една и съща последователност на кацане, независимо от повърхността, на която се приземява.
„Краката се ориентират за кацане още по време на захода, а при удара, свиващите се крака поглъщат енергия и пасивно усилват силите на хващане чрез диференциал на сухожилията към „ноктите“.
Едновременно пръстите на краката се придържат към повърхността и генерират надеждно триене с възглавничките на пръстите и силите на ноктите, захващащи се върху неравни повърхности.
Когато краката са напълно свити, SNAG се заключва автоматично и балансира центъра на тежестта си върху повърхността.
Краката и стъпалата на SNAG са вдъхновени от сокола скитник, граблива птица, разпространена предимно в Северна Америка. Изследователите избрат тази птица заради нейното „привличащо окото представяне на хващане“.
Подобно на сокола скитник, SNAG може да използва ноктите си, за да хваща, носи и дори улавя подобни на плячка предмети: малки торбички, топки за тенис и др.
„Както при птиците, геометрията на ноктите на SNAG е достатъчно остра, за да се захване с повърхностни неравности, но не твърде остра; ноктите могат да деформират съвместимите повърхности, без да проникват в тях до точката на засядане, за да се гарантира, че се освобождават надеждно“, пишат изследователите.
„За да освободи хватката си, SNAG впряга вдъхновени от птици еластични ленти зад ставите на пръстите, за да разшири пасивно пръстите и ноктите, когато моторът на крака отпуска сухожилието на крака.“
Изследователите също експериментират с различни видове подредба на пръстите на птиците, с идеята да видят дали е ефективно.
Но резултатите показват само малки разлики, което предполага, че „кацането не формира еволюционен селекционен натиск, който сам по себе си може да обясни разнообразието на пръстите на дървесните птици“, отбелязва проучването.
Разкриването на сложността на еволюцията на птиците и стратегиите за кацане е само един от аспектите на изследването.
Въздушните дронове, които функционират като птици, имат и практически аспекти, а именно запазване на енергията.
Тъй като дроновете могат да кацат върху разнообразни обекти, те не трябва да висят на място, докато изпълняват задачи като мониторинг на околната среда, търсене и спасяване или инспекция на обекта – всички от които са посочени като потенциални приложения в изследването.
Изследователите стигат до това заключение и предлагат подобрения дори за бъдещи подобни на птици дронове:
„…за да могат дроновете да работят в „реално време“ в сложна среда, ние се нуждаем от начини да взаимодействаме със света при по-висока скорост и с достатъчна точност, дори когато има ограничена информация за околната среда.
- Източник и Изображения: Big Think
