Ingenioso dron submarino puede hacer la transición al vuelo en menos de un segundo

Ingenioso dron submarino puede hacer la transición al vuelo en menos de un segundo

Tradicionalmente, los robots se han diseñado específicamente para realizar una tarea única y muy específica, pero los investigadores de l. a. Universidad de Beihang están adoptando un enfoque muy diferente con un nuevo dron robótico que puede funcionar bajo el agua con l. a. misma facilidad que en el aire, y cuenta con un ingenioso truco inspirado en l. a. naturaleza para maximizar su alcance.

Cuando piensas en robots, probablemente te venga a l. a. mente una de dos versiones: los humanoides altamente capaces que nos ha prometido l. a. ciencia ficción, o los brazos articulados sin sentido que realizan tareas repetitivas en las fábricas. El último enfoque es más o menos donde hemos estado durante décadas, pero a medida que l. a. tecnología alcanza lentamente l. a. imaginación de los escritores de ciencia ficción, los diseñadores de robots están comenzando a desarrollar autómatas capaces de realizar una variedad más amplia de acciones. Lugar de Boston Dynamicspor ejemplo, utiliza cuatro patas similares a las de un perro para navegar por diversos terrenos y llevar a cabo muchas misiones diferentes, incluida l. a. protección de las ruinas de Pompeya durante l. a. noche y l. a. generación de mapas three-D detallados de áreas demasiado peligrosas para que los humanos las visiten.

El enfoque adaptable facilita que las empresas u organizaciones de investigación justifiquen el alto costo de un robotic, pero lo que ha creado el Laboratorio de Biomecánica y Robótica Blanda de l. a. Universidad de Beihang es realmente único. Incluso con piernas altamente articuladas, el Spot de Boston Dynamics todavía se limita a misiones en tierra. Este nuevo dron puede realizar tareas ya sea bajo el agua, en el aire o ambas, sin necesidad de modificaciones intermedias.

Para l. a. mayoría de los drones quadcopter, un aterrizaje en el agua significa que el piloto tendrá que vadear para rescatarlo (y luego reemplazar l. a. mayoría de sus componentes electrónicos). Este dron es diferente. Es completamente resistente al agua y cuenta con un conjunto de hélices autoplegables que colapsan cuando se opera a velocidades más bajas bajo el agua para maniobrar eficientemente el dron cuando está sumergido. Luego se extienden automáticamente a medida que el dron sale del agua y toma el aire. Los investigadores optimizaron el rendimiento del dron para que l. a. transición agua-aire tome alrededor de un tercio de segundo y, como una manada de delfines saltando fuera del agua, el dron es capaz de repetir transiciones agua-aire, realizando siete de consecutivamente durante l. a. prueba en aproximadamente 20 segundos.

Al igual que con cualquier dispositivo electrónico, las capacidades autónomas de un robotic a menudo están limitadas por l. a. capacidad de sus baterías, y ese es especialmente el caso de los drones voladores que dependen de cuatro motores eléctricos que giran constantemente para mantenerse en el aire. En entornos de laboratorio, a menudo verá robots avanzados conectados a cables que brindan una fuente de energía ininterrumpida, pero esa no es una excelente opción para los bots diseñados para explorar las profundidades del océano o recopilar datos aéreos, o ambos, en este caso. .

Para aumentar drásticamente el alcance de este dron y ayudar a conservar l. a. energía de l. a. batería mientras viaja hacia y desde el sitio de l. a. misión, los investigadores le dieron una actualización adicional inspirada en el pez rémora, mejor conocido como pez ventosa, que united states of america un disco adhesivo en l. a. parte awesome. de su cabeza para adherirse temporalmente a otras criaturas submarinas con el fin de hacer autostop y conservar energía.

Los drones que pueden aterrizar para realizar observaciones dirigidas y conservar l. a. vida útil de l. a. batería no son una thought nueva, pero al igual que los robots en una fábrica, suelen utilizar mecanismos adaptados a superficies específicas, como garras articuladas que agarran una rama o pies pegajosos inspirados en gecos que se adhieren a las paredes. Para un dron robótico diseñado teniendo en cuenta l. a. flexibilidad, los investigadores querían una forma más versátil de adherirse a una variedad de superficies: húmedas, secas, lisas, ásperas, curvas o incluso aquellas que se mueven bajo el agua, donde las fuerzas cortantes del agua requieren un agarre extrafuerte.

El disco adhesivo del pez rémora fue l. a. solución perfecta, ya que incluye redundancias integradas que le permiten permanecer adherido a las superficies incluso con contacto parcial. Hace dos años, Li Wen, uno de los investigadores y autores del artículo publicado hoy, formó parte de otro proyecto de investigación en l. a. Universidad de Beihang que realizó ingeniería inversa sobre cómo funcionaba realmente el disco del pez rémora.

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Esa investigación reveló que los peces rémora se adhieren a las superficies de forma muy parecida a como lo hace una ventosa, con una cresta ovalada versatile de tejido blando que crea un sello hermético. A medida que el agua sale del espacio entre l. a. rémora y su anfitrión, l. a. succión l. a. mantiene en su lugar. L. a. superficie del disco del pez rémora también está cubierta de crestas alineadas en columnas y filas llamadas laminillas (similares a las crestas que se pueden sentir en el paladar) que se pueden extender a través de las contracciones musculares para enganchar pequeñas espínulas que se agarran aún más al anfitrión. Esas crestas de láminas también ayudan a crear compartimentos de succión más pequeños que mantienen su sello incluso si el borde más grande del disco no lo hace. A diferencia de una ventosa, que suelta su agarre en una superficie lisa cuando se levanta una pequeña parte de su borde, un pez rémora todavía se sujetará.

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El equipo pudo crear una versión synthetic del disco de succión del pez remora a través de un enfoque de cuatro capas. Combinaron una capa ultraflexible en l. a. parte awesome con estructuras más rígidas debajo, así como una capa con una purple de pequeños canales que se pueden inflar cuando se bombean llenos de líquido, reemplazando el tejido muscular vivo como una forma de enganchar las estructuras de laminillas para aumentar aún más l. a. succión. .

Instalado encima del dron sumergible, el mecanismo de succión le permite adherirse a una variedad de superficies, incluso si tienen una textura rugosa, no son perfectamente planas o tienen un área de superficie más pequeña que el mecanismo de succión. Al igual que un pez rémora, el dron podría, al menos en teoría, encontrar un anfitrión submarino (uno que no se asuste de inmediato por sus hélices giratorias) y unirse para un viaje free of charge, requiriendo solo que se encienda el mecanismo de succión, que es un consumo mínimo de sus baterías integradas. Se podría hacer lo mismo en el aire, aunque los desafíos de que el dron se conecte con éxito a otro avión serían monumentales, ya que incluso algo tan lento como un planeador tiene una velocidad mínima de 40 mph: un objetivo en movimiento desafiante.

Un uso más believable del mecanismo de succión es como una forma de posar temporalmente el dron en algún lugar con un punto de vista supreme para observaciones a largo plazo. En lugar de depender de sus cuatro motores para mantener una posición específica bajo el agua mientras lucha contra las corrientes en movimiento, el dron podría adherirse a una roca o tronco y apagar sus motores, mientras sigue alimentando sensores y cámaras. Se podría hacer lo mismo por encima de l. a. línea de flotación, con el dron volando y pegándose al costado de un edificio alto o l. a. parte inferior de l. a. góndola de una turbina eólica, y realizando mediciones y otra recopilación de datos sin el uso de su batería. motores de drenaje. Es una solución para l. a. tecnología de baterías que aún es increíblemente limitada y evita l. a. necesidad de reparar las baterías por sí mismas.