RoboBee - RoboBee

Bir nechta RoboBees yerda o'tirishadi, ikkinchisi qanotlari faollashtirilgan pinsetda ushlanadi.

RoboBee kichkina robot qisman qodir bog'lanmagan parvoz, robototexnika tadqiqot guruhi tomonidan ishlab chiqilgan Garvard universiteti. O'n ikki yillik tadqiqotlar cho'qqisi bo'lgan RoboBee ikkita asosiy texnik vazifani hal qildi mikro-robototexnika. Muhandislar ilhomlangan jarayonni ixtiro qildilar ochiladigan kitoblar bu ularga sub-millimetr miqyosida aniq va samarali ravishda qurish imkonini berdi. Parvozga erishish uchun ular soniyada 120 marta qanot urishga qodir sun'iy mushaklarni yaratdilar.

RoboBee loyihasining maqsadi to'liq ishlab chiqarishdir avtonom to'da kabi ilovalar uchun uchuvchi robotlar qidirish va qutqarish, nazorat va sun'iy changlatish.[1] Buni amalga oshirish uchun tadqiqotchilar elektr ta'minoti va qaror qabul qilish funktsiyalarini qanday olish kerakligini aniqlab olishlari kerak, ular hozirgi vaqtda robotga asosiy qism bilan birlashtirilgan kichik bog'ich orqali etkazib berilmoqda.

RoboBee-ning 3 santimetr (1,2 dyuym) qanotlari parvozga erishish uchun uni hasharotlar asosida modellashtirilgan eng kichik texnika vositasiga aylantiradi.

Tarix

O'n yildan ko'proq vaqt davomida tadqiqotchilar Garvard universiteti mitti uchuvchi robotlar yaratish ustida ish olib borishgan.[2] The Qo'shma Shtatlar Mudofaa bo'yicha ilg'or tadqiqot loyihalari agentligi erta tadqiqotlarni jang maydonida va shahar sharoitida yashirin kuzatuv echimlariga olib keladi degan umidda moliyalashtirdi. A biologiyasidan ilhomlangan pashsha, dastlabki harakatlar robotni havodan olishga qaratilgan. Parvoz 2007 yilda amalga oshirildi, ammo oldinga siljish ko'rsatma talab qildi, chunki bortda boshqaruv mexanizmlarini yaratish mumkin emas edi. Berkli robototexnika tadqiqotchisi Ron Fearing bu yutuqni mikro o'lchovli robototexnika uchun "katta yutuq" deb atadi.[3]

Mikro o'lchovli uchish tizimlari tushunchasi yangi emas edi. "DelFly "(3,07 g) o'z-o'zidan boshqariladigan oldinga uchish imkoniyatiga ega edi Mikromekanik uchuvchi hasharotlar tadqiqot moslamalari (0,1 g) parvoz qilish uchun etarli kuchga ega edi, ammo o'z-o'zini ushlab turadigan parvoz qobiliyatiga ega emas edi.[4]

Robot chivinlari bo'yicha dastlabki tajribalar va'dasiga asoslanib, RoboBee loyihasi 2009 yilda "robotlashtirilgan asalarichilik koloniyasini yaratish" uchun nima zarurligini tekshirish uchun boshlangan.[5]

Boshqariladigan parvozga erishish juda qiyin bo'lib, turli guruhlarning sa'y-harakatlarini talab qildi: ko'rish mutaxassislari, biologlar, materialshunoslar, elektr muhandislari.[2] 2012 yil yozida tadqiqotchilar RoboBee laqabli robot yaratilishining birinchi boshqariladigan parvozini amalga oshirishga imkon beradigan asosiy texnik muammolarni hal qilishdi. Ularning tadqiqotlari natijalari nashr etildi Ilm-fan 2013 yil may oyi boshida.[6]

Dizayn muammolari

RoboBee tadqiqotchilarining fikriga ko'ra, robotlarni minatuizatsiya qilish bo'yicha avvalgi sa'y-harakatlar ularga ozgina yordam bergan, chunki RoboBee-ning kichik o'lchamlari harakatdagi kuchlarning xususiyatlarini o'zgartiradi.[5] Muhandislar qanday qilib qurishni tushunishlari kerak edi aylanadigan motorlar, tishli qutilar va yong'oq va murvatlar, bunday kichik miqyosda hayotiy emas.[5][7] 2011 yilda ular yassi choyshablardan naqshlarni kesib, ularni qatlamlarga qo'yib, ijodni shaklga qo'shib beradigan texnikani ishlab chiqdilar.[2] O'ralgan qismlarni bir-biriga o'xshash qilib yopishtirish uchun elim ishlatilgan origami.[7] Texnika avvalgilarini almashtirdi, ular sekinroq va aniq bo'lmagan va kamroq bardoshli materiallardan foydalanilgan.[2] Ilhomlangan ishlab chiqarish jarayoni ochiladigan kitoblar, ning tez ishlab chiqarilishini ta'minlaydi prototip RoboBee birliklari.[8][1]

Mikro miqyosda, oz miqdordagi turbulentlik parvozga keskin ta'sir ko'rsatishi mumkin. Buni yengish uchun tadqiqotchilar RoboBee-ni juda tez reaktsiyaga majbur qilishlari kerak edi.[2] Qanotlar uchun ular qurdilar "sun'iy mushaklar "yordamida pyezoelektrik aktuator - qachon qisqaradigan ingichka sopol lenta elektr toki ustiga yugurib chiqiladi.[7] Yupqa plastik menteşeler qanotlarda aylanish harakatlariga imkon beradigan bo'g'inlar bo'lib xizmat qiladi.[2] Dizayn robotlarga teng hajmdagi hasharotlar bilan taqqoslanadigan quvvat ishlab chiqarishga imkon beradi.[5] Har bir qanotni real vaqtda alohida boshqarish mumkin.[2]

Loyihaning asosiy maqsadi to'liq avtonom va simsiz RoboBees koloniyalarini yaratishdir.[2] 2013 yilga kelib, ikkita muammo hal qilinmagan. Birinchidan, robot hatto eng kichkina kapsulada ham juda kichikdir mikrochiplar, ya'ni robotlar qaror qabul qilishning imkoni yo'q.[7] Hozirda RoboBee bortida ko'rish sezgichlari, ammo ma'lumotlar izohlash uchun bog'langan "miya quyi tizimiga" uzatishni talab qiladi. Ixtisoslashtirilgan ishlar davom etmoqda apparat tezlatgichlari muammoni hal qilish maqsadida.[5]

Ikkinchidan, tadqiqotchilar bortda qanday qilib hayotiy energiya ta'minotini olishni o'ylamadilar.[7] "Quvvat masalasi ham a ekanligini tasdiqlaydi ushlash-22 ", - deya ta'kidladi Vud." Katta quvvat bloki ko'proq energiya to'playdi, ammo kattaroqini talab qiladi harakatlanish tizimi ortib borayotgan og'irlikni boshqarish uchun, bu esa o'z navbatida yanada katta quvvat manbasini talab qiladi. "[5] Buning o'rniga robotlarni quvvat va yo'nalishlarni etkazib beradigan mayda shnurlar bilan bog'lash kerak.[7] Yaqinda bortdagi quvvatni boshqarishda erishilgan yutuq - bu qayta tiklanadigan, tejamkor energiya tejamkorligini namoyish qilishdir. Bu prototipni energiyani tejash bilan birga yuqori nuqtada qolishga imkon beradi.[9]

Kelajakda foydalanish

Agar tadqiqotchilar mikrochip va quvvat masalalarini hal qilsalar, RoboBees guruhlaridan foydalanadi deb ishoniladi to'da razvedka qidirish va qutqarish ishlarida va sun'iy changlatuvchilar sifatida juda foydali bo'ladi. To'plangan razvedka maqsadiga erishish uchun tadqiqot guruhi ikkita mavhumlik ishlab chiqdi dasturlash tillari - ishlatadigan karma oqim jadvallari va ehtimollik algoritmlaridan foydalanadigan OptRAD.[5] RoboBees alohida yoki kichik guruhlari uchun potentsial dasturlarga yashirin kuzatuv va zararli kimyoviy moddalarni aniqlash kiradi.[3]

Ilgari, kabi partiyalar Elektron chegara fondi miniatyurali uchar robotlardan harbiy va hukumat tomonidan foydalanishning fuqarolik maxfiyligiga ta'siridan xavotir bildirdilar.[10][11] Ba'zi sohalarda, masalan, davlat Texas va shahar Sharlottesvill, Virjiniya, tartibga soluvchilar keng jamoatchilik tomonidan ulardan foydalanishni cheklashdi.[12][13]

Loyiha tadqiqotchilarining fikriga ko'ra, "pop-up" ishlab chiqarish jarayoni kelajakda RoboBees-ni to'liq avtomatlashtirilgan seriyali ishlab chiqarishga imkon beradi.[8] Garvardning Wyss instituti loyiha uchun ixtiro qilingan katlama va pop-up usullarini tijoratlashtirish jarayonida.[2]

Texnik xususiyatlari

RoboBee-ning qanotlari 3 santimetrga teng (1,2 dyuym), bu parvozga erishish uchun inson tomonidan yaratilgan eng kichik qanotdir. Qanotlar soniyasiga 120 marta urilib, real vaqt rejimida masofadan boshqarilishi mumkin. Har bir RoboBee og'irligi 80 milligramm (0.0028 oz).[7]

Robotik asalarilar va barqarorlik haqida tashvishlar

Robotlar tomonidan changlatish changlatuvchilarning pasayishiga qarshi turishi mumkin degan fikr yaqinda keng ommalashmoqda.[qachon? ] Asalarilarni changlatish, asalarilarning sog'lig'i, asalarilarni saqlash va agroekologiya sohalari tadqiqotchilari RoboBee va boshqalarni moddiy jihatdan ishlab chiqarilgan sun'iy changlatuvchilar hozirgi paytda texnik va iqtisodiy jihatdan imkonsiz echim bo'lib, katta ekologik va axloqiy xavf tug'diradi: (1) so'nggi yutuqlarga qaramay, robot yordamida changlatish asalarilarni samarali ravishda changlatish uchun asalarilarning o'rnini bosa olmaydi; (2) robotlardan foydalanish iqtisodiy jihatdan foydali bo'lishi ehtimoldan yiroq; (3) ekologik xarajatlarning qabul qilinishi mumkin bo'lmagan darajada yuqori bo'lishi; (4) kengroq ekotizimlarga zarar yetishi; (5) bu biologik xilma-xillik qiymatlarini yo'q qilishga olib keladi; va (6) robot changlanishiga tayanish, aslida oziq-ovqat xavfsizligiga katta zarar etkazishi mumkin.[14]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Garvarddagi Wyss institutining loyiha veb-sayti - https://wyss.harvard.edu/technology/autonom-flying-microrobots-robobees/
  2. ^ a b v d e f g h men "RoboBees: Robot hasharotlar birinchi boshqariladigan parvozni amalga oshirdi (video / video)". Phys.org. 2013 yil 2-may. Olingan 3-may, 2013.
  3. ^ a b Reychel Ross (2007 yil 19-iyul). "Robot hasharotlar uchmoqda". Texnologiyalarni ko'rib chiqish. Olingan 3-may, 2013.
  4. ^ Mikromekanik uchadigan hasharotni quvvat zichligi sharoitida qayta qurish. p. 3.
  5. ^ a b v d e f g Vud, Robert; Nagpal, Radxika; Vey, Gu-Yeon (2013 yil 11 mart). "Qaroqchilarning parvozi". Ilmiy Amerika. 308 (3): 60–65. Bibcode:2013SciAm.308c..60W. doi:10.1038 / Scientificamerican0313-60. PMID  23469434.
  6. ^ Ma, Kevin Y.; Chirarattananon, Pakpong; Fuller, Soyer B.; Vud, Robert J. (2013 yil may). "Biologik ilhomlangan, hasharotlar ko'lamli robotning boshqariladigan parvozi". Ilm-fan. 340 (6132): 603–607. Bibcode:2013Sci ... 340..603M. doi:10.1126 / science.1231806. PMID  23641114.
  7. ^ a b v d e f g Amina Xon (2013 yil 2-may). "RoboBee bilan tanishing, hasharotlar kattaligi, bio-ilhomlangan uchuvchi robot". Los Anjeles Tayms. Olingan 2 may, 2013.
  8. ^ a b Devis, Shoshana (2013 yil 2-may). ""RoboBees "birinchi reysga chiqdi". CBS News. Olingan 3-may, 2013.
  9. ^ Graul, Morits A .; Chirarattananon, Pakpong; Fuller, Soyer B.; Yafferis, Nuh T.; Ma, Kevin Y.; Spenko, Metyu; Kornbluh, Roy; Vud, Robert J. (2016 yil may). "O'zgaruvchan elektrostatik yopishqoqlik yordamida robot hasharotining osilgan joylarga tushishi va ko'tarilishi". Ilm-fan. 352 (6288): 978–982. Bibcode:2016Sci ... 352..978G. doi:10.1126 / science.aaf1092. PMID  27199427.
  10. ^ Reeve, Elspet. "Robot Hummingbird Drone - bu harbiylarning so'nggi ayg'oqchi o'yinchog'i". Atlantika simlari. Olingan 6 may, 2013.
  11. ^ "FAA yangi uchuvchisiz samolyotlar ro'yxatini e'lon qildi. Shaharingiz xaritada bormi?". Elektron chegara fondi. Olingan 6 may, 2013.
  12. ^ "Texas robotlarga qarshi urush e'lon qildi". Robots.net. Olingan 6 may, 2013.
  13. ^ "Virjiniya shtati dronlarga qarshi rezolyutsiya qabul qildi". Los Anjeles Tayms. Olingan 6 may, 2013.
  14. ^ Potts, S.G .; Neyman, P .; Vaissier, B.; Vereecken, NJ (iyun 2018). "Ekinlarni changlatish uchun robotik asalarilar: nega dronlar bioxilma-xillikni o'rnini bosa olmaydi". Umumiy atrof-muhit haqidagi fan. 642: 665–667. Bibcode:2018ScTEn.642..665P. doi:10.1016 / j.scitotenv.2018.06.114. PMID  29909334.(obuna kerak)

Tashqi havolalar