Kuidas Laserid Ja Goggle-Kandvate Papagoi Võiks Aidata Lendav Robot Designs

{h1}

Parrot kannab väikeste, punase tooniga prillide ja klappide kaudu läbi laseriga valgustatud õhus olevaid osakesi, et katsetada arvutimudeleid, mis selgitavad, kuidas loomad lendavad - ja näitab, et seal on ruumi paranemisele.

California laboratooriumis õhku pahatahtlikult nähtav udu, mis on valgustatud laseriga. Ja selle kaudu lendab papagoi, mis on varustatud paariga väikese punase tooniga kaitseprillidega silmade kaitsmiseks.

Kuna lind libiseb läbi veeosakeste, tekivad selle tiivad häirivad lained, rajades mudeleid, mis aitavad teadlastel loomuliku lendu mõista.

Uues uuringus mõõdeti ja analüüsis teadlaste meeskond aknalaudse papagoi katselendudel toodetud osakestejälgi, mis näitas, et tiiva liikumise varasemad arvutismudelid ei ole nii täpsed, nagu nad kunagi arvasid. Uue perspektiivi tõttu lennudünaamikale võiksid autonoomsete lendavate robotite tulevikku kujundada, vastavalt uuringu autoritele. [Biomimicry: 7 loodusliku tehnoloogia inspiratsiooni]

Kui loomad lendavad, loovad nad õhku nähtamatu "jalajälgina", sarnaselt sellele, kuidas ujuja lahkub vees. Arvuti mudelid võivad neid häireid tõlgendada, et välja arvutada jõud, mis on vajalikud flaieri ülalpidamiseks ja edasiliikumiseks.

Teadlaste meeskond töötas hiljuti välja uue süsteemi, mis jälgis lennus tekkinud õhuvoolu enneolematult üksikasjalikult. Nad soovisid võrrelda oma täiustatud tähelepanekuid mitmete sagedamini kasutatavate arvutimudelitega, mis kasutavad lendavate loomade tõusu hindamiseks ärritusmõõtmisi, et näha, kas nende ennustused oleksid õiged.

Parrotti lend

Uuringu jaoks pakkusid teadlased Vaikse ookeani parrotsüüdi - väikese papagoigi - nimega Obi abi. Obi õpetati lendama kahe õlgade vahel, mis paiknevad üksteisest umbes 3 jalga (1 meeter) eemal, läbi väga väikese veepiisade udu, mida valgustab laserleht. Vee seemned, mis külvati õhus, olid erakordselt väikesed, "vaid 1 mikromeetri diameeter," ütles uuringu autor David Lentink, mehaanikainseneri abiprofessor Stanfordi ülikoolis Californias. (Võrdluseks on keskmine juustest umbes 100 mikronit paks.)

Obi silmad olid kaitstud laserkiirtega kohandatud kaitseprillidega: 3D-trükitud raam, mis on varustatud läätsedest, mis on lõigatud inimeste kaitseprillidest - sama tüüpi klaasid, mida Lentink ja tema meeskond kannavad.

Kui laser põleb sisse ja välja - kiirusega 1000 korda sekundis - veetilgad lagendasid laserkiirust ja suure kiirusega kaamerad, mis laskisid 1000 kaadrit sekundis, kinnitasid häiritud osakeste rajad, kui Obi kisendas ahvenalt ahvenale.

Õhus esinevate osakeste abil leitud mustrid võimaldavad teadlastel jälgida tiiva täpseid liikumisi lennu ajal.

Õhus esinevate osakeste abil leitud mustrid võimaldavad teadlastel jälgida tiiva täpseid liikumisi lennu ajal.

Krediit: LentinkLab, Stanfordi ülikool

Testid näitasid midagi ootamatut. Arvutikomponendid ennustasid, et kui lindude tiivad tekitaksid pöörleva õhu mustrid - tuntud ka kui tuulerõugud - jääksid need suhteliselt stabiilseks. Kuid Obi jäljendatud mustrid hakkasid lagunema pärast seda, kui lind lendas oma tiivad vaid paar korda.

"Me olime üllatunud, et vormingud, mida tavaliselt paberraamatusse ja õpikutesse kaasatakse, on ilusad sõõrikud, mis lõppevad dramaatiliselt kahe kuni kolme tiiblüli pärast," ütles Lentink elektronkirjas WordsSideKick.com. Ta selgitas, et see tähendab tõenäoliselt ebatäpseid mudeleid, mida loomade lennuuuringutes laialdaselt kasutatakse looma lifti arvutamiseks selle tekkimise ajal.

"Tänu kiire salvestusele suutsime seda jäädvustada ja taasesitada seda aeglase liikumisega, nii et nägime oma silmadega, kuidas virveid laguneb ja mudeleid raske prognoosida," ütles Lentink.. [Piltides: dronid lendavad Antarktikas ja Arktika]

Lennumeetodite katsetamine

Teadlased tegid oma arvutused selle kohta, kui palju Obi võimendas oma tiibade lööki, kasutades Lentinki meeskonna poolt 2015. aastal välja töötatud seadet - suletud kasti, mis on varustatud nii tundlike jõuanduritega, et nad suudavad tuvastada labori ventilatsioonisüsteemi tekitatud vibratsioone, Ütles Lentink avalduses.

Seejärel katsetasid nad kolme erinevat mudelit, mis hõlmasid Obi lendudel õhumustrite mõõtmist ja võrreldi mudelite tõusu hinnanguid enda tarbeks. Mudelid andsid mitmesuguseid tulemusi - ükski neist ei vasta teadlaste arvutustele.

Mõistlik, kuidas linnud jäävad kõrgemale, võivad aidata inseneridel parandada lendavate robotite disainilahendusi.

Mõistlik, kuidas linnud jäävad kõrgemale, võivad aidata inseneridel parandada lendavate robotite disainilahendusi.

Krediit: LentinkLab, Stanfordi ülikool

Paremate mudelite loomine on oluline loomuliku lennu õppimise järgmine samm, ütles Lentink WordsSideKick.com'ile. Oobjatud Obi video näitas, et isegi aeglase lennurakenduse tiiva liikumine on keerulisem, kui teadlased olid oodanud. Uuringute autorid kirjutasid selle kohta, et praegused mudelid on oluliselt ületähtsamad liikide ja loomade vahel, kasutades erinevaid lennusemeteid, veelgi rohkem variatsioone. Nende värskendamine võimaldab teadlastel paremini mõista, kuidas loomad lendavad, ja aidata inseneridel parandada lendavate robotite kasutamist - paljudel neist on jäljendatud loomade toidetav lend.

"Paljud inimesed vaatavad loomuliku lennukirjanduse tulemusi, et mõista, kuidas robotseid tiibu saab paremini kavandada," ütles Lentink avalduses."Nüüd oleme näidanud, et inimeste kasutatavad võrrandid ei ole nii usaldusväärsed, kui kogukond loodab, et need on. Me vajame uusi uuringuid, uusi meetodeid, mis võimaldaksid seda projekteerimisprotsessi veelgi usaldusväärsemalt teavitada."

Tulemused avaldati Internetis 5. detsembril ajakirjas Bioinspiration and Biomimetics.

Originaal artikkel on WordsSideKick.com.


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com