3 Wege, wie Drohnen der Zukunft wie Insekten sein werden

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Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) - oder Drohnen 5 erstaunliche Anwendungen für Drohnen in der ZukunftUnbemannte Luftfahrzeuge, besser bekannt als Drohnen, sind heute berüchtigt für ihre Überwachungsfähigkeiten, aber wie bei den meisten Werkzeugen hängt der Nutzen einer Drohne davon ab, wer die Kontrolle hat. Weiterlesen , wie sie allgemein bekannt sind - sind bereit zu revolutionieren 7 Industriedrohnen werden revolutionierenSieben Branchen, die bereit und bereit sind, von Drohnen (meist positiv) beeinflusst - wenn nicht sogar revolutioniert - zu werden. Weiterlesen eine Reihe von Branchen. Ob für die Schifffahrt, die Landwirtschaft oder das Militär, manchmal benötigen Sie eine Maschine, um die Arbeit eines Mannes zu erledigen.

Da Drohnen immer kleiner werden, müssen Ingenieure kreativer sein, um alle erforderlichen Technologien einzusetzen. Die Inspiration für einige der modernsten Drohnen der Zukunft stammt aus einer unwahrscheinlichen Quelle: Bugs.

Die Natur ist ein ausgezeichneter Ingenieur. Milliarden von Jahren

natürliche Selektion Siehe die Grundlagen der Evolution und der natürlichen Selektion, die in Minuten erklärt werdenDer YouTube-Kanal "Stated Clear" erklärt in kurzer Zeit die Evolution und verwandte Konzepte. Weiterlesen haben Insekten qualifizierter gemacht als jede andere Kreatur, um in ihren jeweiligen Lebensräumen zu navigieren. Wenn Ingenieure Drohnen in ähnliche Situationen bringen möchten, ist es nur sinnvoll, den ursprünglichen Experten zu konsultieren - Evolution.

Werfen wir einen Blick darauf, wie die winzigen Drohnen der Zukunft Insekten ähneln können.

Summende Flügel

Das Foto oben zeigt eine „Robo-Fliege“ neben dem Rand eines Cent für die Skalierung. Dies ist ein Produkt der US-Armee, das für verdeckte Überwachungszwecke verwendet werden soll. Die winzige Drohne raste mit 20 Metern pro Sekunde durch gefährliche Innenräume und ermöglichte die Durchführung von Spionage mit geringerem Risiko für Menschenleben.

Dies ist Teil des Fast Lightweight Autonomy-Programms des Militärs, das darauf abzielt, neue Algorithmen zu entwickeln, mit denen kleine UAVs ohne Verwendung eines Fernpiloten oder eines Gebäudes durch Gebäude navigieren können GPS-Wegpunkte Wie GPS funktioniert [MakeUseOf erklärt]Als begeisterter Spieler bin ich überrascht über die Korrelation zwischen GPS-ähnlichen Funktionen in modernen Videospielen und der Verbreitung der GPS-Technologie im alltäglichen Leben. Als ich ein Kind war, waren Papierkarten und Kartografie ... Weiterlesen .

"Greifvögel und fliegende Insekten weisen die Fähigkeiten auf, die wir für kleine UAVs wünschen", so Mark Micire, Programmmanager von DARPA. sagte CNN. „Habichte können zum Beispiel sehr schnell durch einen dichten Wald fliegen, ohne gegen einen Baum zu schlagen. Auch viele Insekten können mit unglaublicher Geschwindigkeit und Präzision schießen und schweben. “

Die Flügel der „Robo-Fly“ bestehen aus Zirkoniumtitanat oder PZT, einem Material, das beim Anlegen einer Spannung klappt und sich biegt.

Das Forschungsteam hat gezeigt, dass sie mit dieser Methode Auftrieb erzeugen können, sodass die Struktur das Potenzial hat zu fliegen. Es kann jedoch 10 bis 15 Jahre dauern, bis Stabilitätsalgorithmen entwickelt sind, bevor die Armee über eine voll funktionsfähige Insektendrohne verfügt.

Wasserlaufende Beine

Einem Forschungsteam der Seoul National University und von Harvard ist es gelungen, einen winzigen Roboter zu entwickeln, der auf dem Wasser laufen und sogar von seiner Oberfläche springen kann, ohne zu sinken.

Während das Gehen auf dem Wasser häufig mit dem Übernatürlichen in Verbindung gebracht wird, ist es in der Natur überraschend häufig - und winzige Insekten sind besonders gut darin. Ein solches Insekt ist der Wasserläufer, ein vierbeiniges Mitglied der Familie Gerridae. Es nutzt die Oberflächenspannung des Wassers, um mühelos oben zu sitzen, ohne durchzubrechen - und es kann sogar der Gefahr entkommen.

Das Forschungsteam untersuchte den Wasserläufer, um besser zu verstehen, was er tut, in der Hoffnung, sein Verhalten mit einem Roboter zu emulieren. Der größte Kampf laut ihren veröffentlichten Ergebnissen war es, einen Sprung zu erreichen, ohne die Oberflächenspannung zu brechen. Nachdem die Wissenschaftler eine große Anzahl von Wasserläufern beobachtet und ihre Bewegungen analysiert hatten, knackten sie den Code: das Wasser Die Beine des Striders sind an den Enden leicht gebogen, und seine Beinbewegung ist rotierend, wodurch er springen kann, ohne durchzubrechen das Wasser.

Das Ergebnis ist ein Roboterinsekt, das das bis zu 16-fache seines eigenen Körpergewichts auf die Wasseroberfläche ausüben kann, ohne durchzubrechen, ohne dass hochkomplexe Kontrollen erforderlich sind. Diese Maschinen könnten verwendet werden, um die Ökologie zu überwachen, echte Insekten wie Mücken zu töten oder so ziemlich alles andere, was stehendes Wasser betrifft.

Segmentierte Augen

Winzige Drohnen suchen nicht nur nach Insekten, um sich von der Lokomotive inspirieren zu lassen - ihre Sichtsysteme könnten auch wertvoll sein. Während das Sehen von Insekten weit von der Huntington-Krankheit entfernt ist, hilft es ihnen, Kollisionen beim Navigieren durch enge Räume zu vermeiden - etwas, das kleine UAVs können müssen.

Einige haben versucht, das Problem von Kollisionen mit Digitalkameras anzugehen, aber diese passen nicht gut zu der Notwendigkeit eines kleinen und extrem leichten Pakets. Eine Gruppe von Forschern der Eidgenössischen Technischen Hochschule hat kürzlich einen anderen Ansatz gewählt und einen neuen von Insekten inspirierten Bewegungssensor für UAVs entwickelt.

Das künstliche Auge wiegt nur zwei Milligramm und nimmt nur zwei Kubikmillimeter ein. Es kann Bewegungen in a erfassen Die Bedingungen reichen von einem schlecht beleuchteten Raum bis zu hellem Sonnenlicht im Freien - dreimal schneller als beim tatsächlichen Fliegen Insekten.

Der Sensor verfügt über eine Linse auf drei elektronischen Fotodetektoren in einem dreieckigen Muster. Durch Kombinieren der Messungen jedes einzelnen Fotodetektors kann das Gerät schnell die Geschwindigkeit und Richtung jeder Bewegung in seinem Sichtfeld bestimmen. Dies ist der Funktionsweise der segmentierten Augen von Insekten sehr ähnlich und ermöglicht eine sehr effiziente Vermeidung von Hindernissen.

Es wurden bereits Algorithmen entwickelt, um Signale vom Auge zu verarbeiten, und sie werden in programmiert kleine On-Board-Chips zur Berechnung der Entfernung zu Objekten und der Zeit bis zum Erreichen eines Potenzials Kollision.

Was halten Sie von dieser von Insekten inspirierten Drohnen-Technologie? Können UAVs andere Tricks aus der Natur lernen? Teilen Sie Ihre Gedanken in den Kommentaren unten!

Bildnachweis: Roboterwespe von Linda Bucklin über Shutterstock, US Army, Wikimedia Commons