Робот колибри создан против стандартов обычной аэродинамики

Робот колибри создан против стандартов обычной аэродинамики

Группой учёных университета Пердью разработаны летающие роботы, напоминающие форму и поведение колибри. Новые роботы обучаются при помощи машинных алгоритмов, основанных на естественном поведении оригинальной птички. Этот подход обещает после обучения на симуляторе заставить робота точно «знать», как самостоятельно передвигаться подобно колибри. Искусственный интеллект в сочетании с гибкими взмахами крыльев даёт возможность роботу самообучаться новым трюкам.

Чувствительная роботизированная «птичка»

Роботизированная конструкция не в состоянии видеть окружение, но способна чувствовать, касаясь поверхностей. Каждое новое прикосновение изменяет электрический ток, который затем отслеживается. Так роботу-колибри вполне доступно по существу создавать карту, без реального обзора окружения. Такой подход явно полезен в ситуациях, когда роботу приходится искать, к примеру, объект в тёмном месте.

Конструкции беспилотных аппаратов ограничены в плане минимизации по причине требований характеристик стандартной аэродинамики. Однако робот-колибри отличается тем, что в конструкции не используется обычная аэродинамика. Физика попросту другая, аэродинамика с большими углами атаки и большой подъемной силой. Именно это позволяет существовать мелким летающим представителям природы, а также позволяет снижать вес крылатых роботов.

Многие исследовательские группы долгие годы пытались расшифровать особенности полёта колибри, чтобы создавать роботов, способных летать в сложных условиях. Первый аналог роботизированной колибри создали в 2011 специалисты компании «AeroVironment» по заказу DARPA, агентства Министерства обороны США.

Однако конструкция получилась тяжелее реальной птички и не такой быстрой, как хотелось. Использовалась вертолёто-подобная механика, ограничивающая маневренность. Требовалось постоянное присутствие оператора за пультом управления.

Изучение ключевых маневренных моментов

Специалистам Пердью также пришлось изучать колибри в течение нескольких лет. Главной целью ставилось изучение ключевых маневров птички, подобные таким, как быстрый поворот на 180 градусов. Полученные сведения перевели на компьютерные алгоритмы.

Дальнейшее изучение физики насекомых и птичек позволило исследователям Пердью создать роботов даже меньше колибри, без ущерба для функций полёта. Как выяснилось экспериментально, чем меньше размер, тем выше частота взмахов крыльев. В итоге эффективнее полёт.

Созданные роботизированные аппараты имеют 3D-печатные тела, крылья выполнены из углеродного волокна, мембраны созданы лазерной резкой. В частности, инженеры создали робота-колибри массой не более 12 грамм (примерно столько же весит реальная колибри). Созданная конструкция способна поднимать вес до 27 граммов, что вдвое выше собственного веса.


При помощи информации: Purdue