מיקרופליירים, או רובוטים אלחוטיים מיניאטוריים הפרוסים במספרים, משמשים כיום לעתים למטרות מעקב וניטור רחבות היקף, כמו במחקרים סביבתיים או ביולוגיים. בגלל יכולתם של המעופפים להתפזר באוויר, הם יכולים להתפשט ולכסות שטחים גדולים לאחר שהופלו ממקום אחד, כולל במקומות שבהם הגישה קשה אחרת. בנוסף, הם קטנים יותר, קלים יותר וזולים יותר לפריסה מאשר רחפנים מרובים.
אחד האתגרים ביצירת מיקרופליירים יעילים יותר היה בהפחתת צריכת החשמל. אחת הדרכים לעשות זאת, כפי שהוכיחו חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון (UW) ומאוניברסיטת גרנובל אלפס, היא להיפטר מהסוללה. עם השראה מהאומנות היפנית של קיפול נייר, אוריגמי, הם עיצבו מיקרופליירים ניתנים לתכנות שיכולים להתפזר ברוח ולשנות צורה באמצעות הפעלה אלקטרונית. זה מושג על ידי מפעיל המופעל על ידי שמש שיכול להפיק עד 200 מיליוטון של כוח ב-25 מילישניות.
"חשבו על הפליירים הקטנים האלה כעל פלטפורמת חיישן למדידת תנאי סביבה, כמו טמפרטורה, אור ודברים אחרים."
— ויקראם אייר, אוניברסיטת וושינגטון
"הדבר המגניב בעיצובי האוריגמי האלה הוא שיצרנו להם דרך לשנות צורה באוויר, ללא סוללות לחלוטין", אומר ויקראם אייר, מדען מחשבים ומהנדס ב-UW, אחד המחברים. "זה שינוי די קטן בצורה, אבל זה יוצר שינוי מאוד דרמטי בהתנהגות הנפילה... שמאפשר לנו לקבל קצת שליטה על איך הדברים האלה עפים."
מצבי נפילה ויציבים: א) מיקרופלייר האוריגמי כאן נמצא במצב נפילה וב) תצורה לאחר הנחיתה. כשהוא יורד, המעופף נופל, עם תבנית נפילה אופיינית בתמונה ב-C. D) מיקרופלייר האוריגמי נמצא כאן במצב הירידה היציב שלו. טווח מקומות הנחיתה של המעופפים, E, חושף את דפוסי הפיזור שלו לאחר ששוחררו מהמל"ט האב שלו.
מחקר זה מתבסס על עבודתם הקודמת של החוקרים שפורסמה בשנת 2022, והדגימה חיישנים שיכולים להתפזר באוויר כמו זרעי שן הארי. עבור המחקר הנוכחי, "המטרה הייתה לפרוס מאות מהחיישנים הללו ולשלוט היכן הם נוחתים, כדי להשיג פריסות מדויקות", אומר מחבר שותף Shyamnath Gollakota, שמוביל את מעבדת המודיעין הנייד ב-WU. המיקרופליירים, שכל אחד מהם שוקל פחות מ-500 מיליגרם, יכול לעבור כמעט 100 מטר ברוח קלה, ולשדר באופן אלחוטי נתונים על לחץ אוויר וטמפרטורה באמצעות בלוטות' עד למרחק של 60 מטר. ממצאי הקבוצה פורסמו ב-Science Robotics מוקדם יותר החודש.
גילוי ההבדל בהתנהגות הנפילה של שני מצבי האוריגמי היה סרנדיפיות, אומר גולקוטה: "כשהוא שטוח, זה כמעט כמו עלה, נופל [ברוח]", הוא אומר. "שינוי קל מאוד משטוח לקצת עיקול [גורם] לו ליפול כמו מצנח בתנועה מבוקרת מאוד." במצב הנפילה שלהם, במשבי רוח רוחביים, המיקרופליירים משיגים עד פי שלושה ממרחק הפיזור מאשר במצבם היציב, הוא מוסיף.
תקריב זה של המיקרופלייר חושף את האלקטרוניקה והמעגלים בצדו העליון.
היו מערכות אחרות מבוססות אוריגמי שבהן נעשה שימוש במנועים, מפעילים אלקטרוסטטיים, סגסוגות זיכרון צורה ופולימרים אלקטרו-תרמיים, למשל, אך אלה לא התמודדו עם האתגרים שניצבו בפני החוקרים, אומר גולקוטה. אחד מהם היה למצוא את הנקודה המתוקה בין מנגנון הפעלה חזק מספיק כדי לא לשנות צורה מבלי להיות מופעל, אך קל משקל מספיק כדי לשמור על צריכת חשמל נמוכה. לאחר מכן, היה עליו לייצר תגובת מעבר מהירה תוך כדי נפילה לקרקע. לבסוף, היה צורך בפתרון אחסון אנרגיה קל משקל על הסיפון כדי להפעיל את המעבר.
המנגנון, שגולקוטה מתאר כ"די הגיוני" עדיין לקח להם שנה להמציא. יש גזע באמצע האוריגמי, הכולל סליל סולנואיד (סליל שפועל כמגנט כאשר זרם עובר דרכו), ושני מגנטים קטנים. ארבעה מוטות סיבי פחמן עם צירים מחברים את הגבעול לקצוות המבנה. כאשר דופק זרם מופעל על סליל הסולנואיד, הוא דוחף את המגנטים זה לכיוון השני, וגורם למבנה להצמד לצורתו החלופית.
כל מה שזה דורש הוא מעט כוח, מספיק כדי להציב את המגנטים במרחק הנכון זה מזה כדי שהכוחות המגנטיים יפעלו, אומר גולקוטה. ישנו מערך של תאים סולאריים דקים וקלים לקצירת אנרגיה, המאוחסנת בקבל קטן. המעגל מיוצר ישירות על מבנה האוריגמי המתקפל, וכולל גם מיקרו-בקר, טיימר, מקלט בלוטות' וחיישני לחץ וטמפרטורה.
"אנחנו יכולים לתכנת את הדברים האלה כדי להפעיל את שינוי הצורה בהתבסס על כל אחד מהדברים האלה - לאחר זמן קבוע, כשאנחנו שולחים לו אות רדיו, או, בגובה [או טמפרטורה] שהמכשיר הזה מזהה", מוסיף אייר. מבנה האוריגמי הוא דו יציב, כלומר אינו זקוק לאנרגיה כלשהי כדי לשמור על הצורה לאחר המעבר.
החוקרים אומרים שניתן להרחיב את העיצוב שלהם כך שישלב חיישנים עבור מגוון יישומי ניטור סביבתיים. "חשבו על המעופפים הקטנים האלה כעל פלטפורמת חיישן למדידת תנאי סביבה, כמו טמפרטורה, אור ודברים אחרים, [ואיך] הם משתנים בכל האטמוספרה", אומר אייר. או שהם יכולים לפרוס חיישנים על הקרקע לדברים כמו חקלאות דיגיטלית, מחקרים הקשורים לשינויי אקלים ומעקב אחר שריפות יער.
באב הטיפוס הנוכחי שלהם, המיקרופליירים משנים צורה רק בכיוון אחד, אבל החוקרים רוצים לגרום להם לעבור לשני הכיוונים, כדי להיות מסוגלים להחליף את שני המצבים ולשלוט במסלול אפילו טוב יותר. הם גם מדמיינים נחיל של מיקרופליירים מתקשרים זה עם זה, שולטים בהתנהגותם ומארגנים בעצמם כיצד הם נופלים ומתפזרים.
המאמר משוכפל באתר:https://spectrum.ieee.org/topic/robotics/#toggle-gdpr
אנא לחץ על הקישור למטה כדי לקרוא עוד:
רובוטים: הגשר המחבר בינה מלאכותית עם העולם הפיזי
רימן רובוטיקה והעתיד של אבטחת סייבר: תגובה למתקפת הסייבר של ICC
חקר מעמיק של מערכות תזמון רובוטיות מודרניות והמאמצים החלוציים של REEMAN ROBOTICS
האם תרצה לדעת יותר על רובוטים:https://deliveryrobotic.com/
רובוט,רובוטיקה,רימן,ai,רובוט מסירה,רובוט מסירה אוטונומי,מפעל,רובוט טיפול,רובוט agv,שלדת רובוט,רובוט נייד,רובוט נייד אוטונומי,שלדת רובוט נייד,agv,AMR,רובוט AMR,רובוט לוגיסטי,טיפול רובוט, שלדת agv, רובוט משלוח חבילות, רובוטים למסירה במפעל, רובוטים להעברת חומרי בית מלאכה, רובוט הובלה, רובוט סבל, רובוט משלוח מכולת, רובוט למסירת חלקים, רובוט למסירה של חלקים, רובוטים למחסן, משלוח בלתי מאויש, רובוט למסירת מסמכים, רובוט משלוח שליחים, משרד רובוט משלוח, מפעל לעיבוד מזון, מפעל דיגיטלי, מפעל בגדים