Böcek boyutunda bir drone oluşturmak için kullanılan yumuşak aktüatörler - Advanced Textiles Source

Eğer bir sivrisineği yüzünüzden uzaklaştırdıysanız, sadece geri dönmesi için, böceklerin uçarken dikkat çekici derecede akrobatik ve dirençli olabileceğini bilirsiniz. Bu özellikler, rüzgar rüzgarları ve engelleriyle hava dünyasında gezinmelerine yardımcı olur. MIT Yardımcı Profesörü Kevin Yufeng Chen, bu böceklerin çevikliğine yaklaşan bir drone sistemi kurdu.
Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Bölümü ve Elektronik Araştırma Laboratuvarı'nın bir üyesi olan Chen, eşi benzeri görülmemiş el becerisi ve dayanıklılığı olan böcek büyüklüğünde dronlar geliştirdi. Hava robotları, gerçek dünya uçuşunun fiziksel sıkıntılarına dayanmalarına olanak tanıyan yeni bir yumuşak aktüatör sınıfı tarafından desteklenmektedir.
Tipik olarak, insansız hava araçları geniş açık alanlara ihtiyaç duyar çünkü ne sınırlı alanlarda gezinmek için yeterince çevik ne de kalabalıktaki çarpışmalara dayanacak kadar sağlamdırlar. Chen, "Bugün dronlara bakarsak, genellikle oldukça büyükler" diyor. "Uygulamalarının çoğu açık havada uçmayı içerir.
Soru şu: Çok karmaşık, dağınık alanlarda hareket edebilen böcek ölçeğinde robotlar yaratabilir misiniz?" Chen'e göre, "Küçük hava robotları yapmanın zorluğu çok büyük." Bu dronlar, genellikle motorlarla çalışan büyük olanlardan temelde farklı bir yapı gerektirir. Ancak motorları küçülttükçe verimlilik kaybediyor.
Böcek benzeri robotlar için "alternatifler aramanız gerekiyor" diyor Chen. Şimdiye kadar temel alternatif, piezoelektrik seramik malzemelerden yapılmış küçük, sert bir aktüatör kullanmaktı. Piezoelektrik seramikler ilk nesil minik robotların uçmasına izin verirken, oldukça kırılgandırlar.
Bu, bir böceği taklit edecek bir robot yaparken bir problemdir; Örneğin, avcı bombus arıları saniyede bir çarpışmaya katlanıyor. Chen, karbon nanotüplerle kaplanmış ince kauçuk silindirlerden yapılmış yumuşak aktüatörleri kullanarak daha dayanıklı, küçük bir drone tasarladı. Karbon nanotüplere voltaj uygulandığında, kauçuk silindiri sıkıştıran ve uzatan elektrostatik bir kuvvet üretirler.
Tekrarlanan uzama ve büzülme, insansız hava aracının kanatlarının saniyede yaklaşık 500 kez çırpmasına neden olarak insansız hava aracına böceğe benzer bir esneklik kazandırır. Chen, "Uçarken vurabilirsin ve iyileşebilir" diyor. "Aynı zamanda havada takla gibi agresif manevralar da yapabilir." Sadece 0.6 gram ağırlığında, yaklaşık olarak büyük bir bombus arısının kütlesi olan drone, Chen çalışıyor olsa da, biraz kanatlı küçük bir kaset kasetine benziyor. yusufçuk şeklinde yeni bir prototip üzerinde. Chen, mini drone'ların güvenliği ve işlevselliği sağlamak, mahsulü yapay olarak tozlaştırmak veya bir felaketin ardından arama-kurtarma görevlerini gerçekleştirmek için karmaşık makinelerde gezinebileceğini söylüyor.
"Tüm bunlar mevcut büyük ölçekli robotlar için çok zor olabilir," diyor Chen. Chen’in çalışması, bu ay IEEE İşlemleri Robotics dergisinde yayınlandı. Ortak yazarları arasında MIT PhD öğrencisi Zhijian Ren, Harvard Üniversitesi PhD öğrencisi Siyi Xu ve City University of Hong Kong robotikçi Pakpong Chirarattananon bulunmaktadır.
.