Raziskovalci Univerze v Washingtonu so razvili robotsko čebelo, ki lahko leti v vse smeri.
Raziskovalci predstavljajo robotsko čebelo Bee++
S štirimi krili, izdelanimi iz ogljikovih vlaken in mylar, ter štirimi lahkimi aktuatorji za nadzor vsakega krila je prototip Bee++ prvi, ki stabilno leti v vseh smereh. To vključuje tudi zapleteno zasukano gibanje, znano kot odklon, pri čemer Bee++ v celoti dosega šest stopinj prostega gibanja, ki ga ima tipična leteča žuželka.
Raziskovalci, ki jih vodi Néstor O. Pérez-Arancibia, izredni profesor Flahertyja na Fakulteti za strojništvo in inženirstvo materialov na Washington State University (WSU), o svojem delu poročajo v reviji IEEE Transactions on Robotics.
Raziskovalci poskušajo razviti umetne leteče žuželke že več kot 30 let, je dejal Pérez-Arancibia. Nekega dne bi jih lahko uporabili za številne namene, med drugim za umetno opraševanje, iskanje in reševanje v tesnih prostorih, biološke raziskave ali spremljanje okolja, tudi v sovražnih okoljih.
Vendar je bilo treba za to, da so ti majhni roboti vzleteli in pristali, razviti krmilnike, ki delujejo podobno kot žuželčji možgani.
»To je mešanica robotske zasnove in nadzora,« je dejal glavni raziskovalec. »Krmiljenje je zelo matematično, vi pa oblikujete nekakšne umetne možgane. Nekateri temu pravijo skrita tehnologija, vendar brez teh preprostih možganov ne bi nič delovalo.«
Sprva razvili dvokrilno robotsko čebelo
Raziskovalci so sprva razvili dvokrilno robotsko čebelo, vendar je bila omejena pri gibanju. Leta 2019 so Pérez-Arancibia in dva njegova doktorska študenta prvič izdelali štirikrilega robota, ki je dovolj lahek, da lahko vzleti. Za izvedbo dveh manevrov, znanih kot vzletanje ali kotaljenje, raziskovalci poskrbijo, da sprednja krila za vzletanje mahajo drugače kot zadnja krila, desna krila pa drugače kot leva krila za kotaljenje, kar ustvari navor, ki robota vrti okoli njegovih dveh glavnih vodoravnih osi.
Vendar je po besedah glavnega raziskovalca izjemno pomembno, da lahko nadzorujemo zapleteno gibanje odklona. Brez tega se roboti vrtijo brez nadzora in se ne morejo osredotočiti na točko. Potem se zrušijo. »Če ne morete nadzorovati odklona, ste zelo omejeni,« je dejal. »Če ste čebela, je tu cvet, če pa ne morete nadzorovati odklona, se ves čas vrtite, ko poskušate priti tja.«
Možnost vseh stopenj gibanja je ključnega pomena tudi za izogibalne manevre ali sledenje predmetom. »Sistem je zelo nestabilen in problem je zelo težak,« je dejal Pérez-Arancibia. »Ljudje so imeli več let teoretične zamisli o tem, kako nadzorovati odklon, vendar tega zaradi omejitev pogona ni mogel doseči nihče.«
Da bi njihovemu robotu omogočili nadzorovano zasukanje, so se raziskovalci zgledovali po žuželkah in premaknili krila tako, da so plapolala pod kotom. Povečali so tudi število sekund, ko lahko njihov robot zamahne s krili – s 100 na 160-krat na sekundo.
»Del rešitve je bila fizična zasnova robota, izumili pa smo tudi novo zasnovo krmilnika – možganov, ki robotu sporočajo, kaj naj naredi,« je dejal Pérez-Arancibia.
Čebela++, ki tehta 95 mg in ima 33-milimetrski razpon kril, je še vedno večja od pravih čebel, ki tehtajo okoli 10 miligramov. Za razliko od pravih žuželk lahko samostojno leti le približno pet minut naenkrat, zato je večinoma privezana na vir energije s kablom.
Raziskovalci si prizadevajo razviti tudi druge vrste robotov žuželk.
Novinar
