نص الوصلة

لدراسة الديناميكا الهوائية للضرب الطيران علينا بناء سلسلة كبيرة من الروبوتات الكبيرةتسمح لنا مباشرة لتحديد حجم القوات والتدفقات الناتجة عن ضرب الأجنحة. في تصميم الروبوتات يجعلنا نحن من مبادئ ديناميكية التوسع ، حيث الحجم ضرب تردد ، وسرعة من الروبوتات ، وكذلك لزوجة وكثافة السوائل المحيطة بها ، بحيث يتم اختيار أبعاد إثنان من البارامترات (عدد رينولدز وانخفاض وتيرة )من الأجهزة مطابقة للحيوانات التى يتم إختيارها. الروبوفلاى لها جناحان 60 سم, وتخفقانخمسة مرات في الثانية, وقد غمست في طنان من الزيت المعدنى. وقد تم تجهيزستة من الموتورات التى يتم التحكم بها بالحاسوب , لتحديد الثلاث زوايا التى تخفق بها الأجنحة, والأجنحة مزودة أجهزة استشعار, لقياس قوى الديناميكا الهوائية الفورية, نمادج الإنسياب جعلت كميا بإستخدام مقياس الصور الرقميةالجزيئة (DPIV) المهندسون منذ فترة طويلة في وضع حرج في محاولاتهم لصنع الروبوتات الصغيرة التي يمكن حتى تؤدى مباراة مذهلة رحلة قدرات الطبيعة الأكثر تقدما طيران الحشرات -- الذباب. إذ يمكن حتى تكون فعالة بما فيه الكفاية لجعل بعثات طويلة ، هذا الروبوت الذباب يمكن حتى تستخدم لمجموعة متنوعة من المهام ، من التجسس ، لكشف الألغام ، والبحث والإنقاذ في المباني المنهارة.

ثمة اعتقاد منذ فترة طويلة بين المهندسين وفهماء الأحياء الدقيقة التي الجوية مثل الروبوتات التي تحلق طائرات ومروحيات تستهلك الكثير من الطاقة الصغيرة التي تحلق الروبوتات المتقدمة مثل الحشرات مثل الذباب. السابق التفكير الأساسية ضرب الأجنحة في نطاق ضيق أقل من الحشرات النفايات في توليد الطاقة في الوقت الذي حمل. هذه الفكرة ، التي أصبحت لا يتجزأ من تطوير الطيران الحجم تطير الروبوتات ، والآن وقد تم اختبار صارم من قبل مهندس الطيران الهولندية ديفيد Lentink بجامعة فاغيننغين (هولندا) ، الذي انضم الى قوات رائد خبير طيران الحشرات ، مايكل بيولوجي ديكينسون في معهد كاليفورنيا للجامعة كاليفورنيا التكنولوجية

RoboFly ، روبوت نموذج ذبابة الفاكهة التي الأجنحة 100 مرة أكبر من ذبابة الفاكهة ، غارقة في الزيت لمحاكاة زوجة لزجة من الهواء حول جناح تطير حقيقية. مجاملة للمختبر ديكينسون

كانوا معا عملاقة روبوت يطير المغمورة في صهريج للنفط لاختبار ما اذا كان الذباب ويستهلك طاقة أقل مما يعادل نسبة تتراوح الصغرى مروحية تجهيزه جناح ذبابة. لدهشتهم ، وجدوا حتى يطير الجناح الغزل تولد نفس الكمية من حمل الحظر الجوي بأنه ضرب الجناح بينما تستهلك سوى نصف الطاقة للحفاظ على جناح تتحرك. كما تشير الدراسة الى ان الروبوتات التي تحوم مثل الذباب يمكن انقاذ ما يصل الى 50 في المئة من الطاقة في حالة وجود بديل للحشرات مثل الجناح حول مثل شفرة مروحية. هذا الاستنتاج يمكن حتى يؤدي جديدة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة الصغيرة تحلق الروبوت تصاميم مستوحاة من جميع شكل فعال الجناح الحشرات والكفاءة في استخدام الطاقة والغزل وطلب من ريش الهليكوبتر.

منصات البحث

الروبوتات الميكروية الجوية:

الذبابة الحقيقية, اليعسوب, وغشائيات الأجنحة هى الإلهام من وراء ضرب الأجنحة المتوالى المتعدد

ضرب الجناح- <200مج آلة طائرة ميكروية.إن نسخة 60مج من الذبابة الميكروروبوتية لها القدرة على توليد قوة كافية لكى تحمل ثقل جسمها وتقلع طائرة .

الروبوتات الميكروية المتجولة

لدينا قدرات تصنيع تسمح لناأن فنصنع هجريبات قادرة على تحويل الطاقة الى قوةحمل وهجريبات مفصلية نتحكم بدقة في حركتها على مقياس أدنى من الملليمتر فإن فهم الميكانيكا الاحيائية من المفصليات يستخدم كدليل للتصميم لتصنيع روبوتات تسار وتتسلق .

روبوتات لينة : "من المواد للبرمجة"

نحن الآن نصنع مواد لها خصائص متعددة يوجد بداخلها الاستشعار ، محول للحركة, وسائل إتصال, وحوسبة . إذا وسائلنا البرمجية هى حاليا لديها القدرة على إعادة صياغةالبرنامج وقادرة على تكوين الكثير من المكونات والأمورالفهم مسبقا من قبل المستخدمين .

لينة الروبوتات : "برمجة المواد" ونحن على خلق مواد متعدد الوظائف يوجد بداخلها مواد الاستشعار actuation ، والاتصالات ، والحساب. ونحن على سبيل برمجة صحائف لها قدرة على التكيف الذاتي وقادرة على اعادة تشكيل متعددة المستخدمين عناصر هيكلية واضحة المعالم والأهداف.

لينة الروبوتات : الكيميائية الروبوتات كما تحدث تحولا جذريا عن النهج التقليدي ، ومتوافقة مع آليات ميسرة المشغلات التي تستخدم لخلق الروبوتات المستقلة قادرة على الحركة وقدرةمثيرة لتغيير الهيئة.

للتوسع السريع لتصنيع الأجهزة المركبة جميع جهود التنمية الروبوت الميكروى زيادة قدرات التصنيع وضعنا الفريد., الرقائقي ، الليزر الميكانيكبة المصغرة مواد مكدسة لإيجاد الآليات المنصوص انثناء ، والمشغلات ، والساقين ، وأجنحة ، والهياكل الخارجية ، وأجهزة الاستشعار ، والكثير من الأجهزة الأخرى المفيدة.

محركات المؤازرة الميكروية

لدعم الجهود التي نبذلها مع المايكروروبوت والتنمية ، وكنا نعمل على استكشاف الكثير من المواد الفعالة ، ومتوافقة مع المحرك morphologies. ويضم هذا الشكل كهربيضغطي كهربي إجهادي والذاكرة والمواد العازلة للكهرباء إلاستومر محركات المؤازرة الدقيقة النشطة الالياف المركبة ، والمحركات الكهربائية.

السيطرة على مستوى منخفض

غير الخطية التقليدية باستخدام تقنيات مراقبة ويجري وضع نظرية للسيطرة على جناح المسار ، وموقف الهيئة ، والارتفاع من microrobotic يطير -- underactuated ، غير الخطية منظومة محدودة على متن الحاسوبية. سيطرة نظرية نهج متوازن مع تصميم والصدر ، وآليات قادرة على توليد المسارات غير المتماثلة جناح لتنظيم هيئة أطواق معدنية للعنق.

من وحي الرقابة البيولوجية

تحليل للرحلات غاية نشاطا الحشرات سيسمح لنا لإلقاء الضوء على الملامح الرئيسية لنظام التحكم في رد العمل من الذباب الطبيعية في ظل ظروف الطيران وملفقة. نماذج للنظام مراقبة مركزية من الذباب سيوفر إلهام للسيطرة على خوارزميات لmicrorobotic يطير.

التحكم على مستوى السلوك

الروبوتات فبيل البرمجة للأغراض العامة مع جميع المهام التي قد يرغب المستخدم حيث يصبح غير قابل للقدرات الروبوت الزيادة. نستخدم النظرية الافتراضية الترشيح لاستنتاج من المهام غير تقني حقوق المستخدم. هذا يسمح للمستخدمين لتحديد المهام الخاصة بها, لتقليل الحاجة إلى مجمع preprogramming. المستخدم بالاتصال تفاصيل مهمة جديدة من خلال التعزيزات.

الديناميكا الهوائية للضرب الجناح الطيران

فهم الديناميكا الهوائية والاستفادة المثلى من ضرب رحلة في إيجاد وسائل فعالة بما يكفي للاقلاع وتحوم لفترات طويلة من الوقت. جمع اختبار جودة عالية الوقوف واختبارات الطيران بيانات أساسية لتحقيق هذا الهدف. للحد من وتجميع هذه البيانات ، ونحن نتراجع في القوة والعزم من المعاملات التي تستخدم شفرة العنصر الإيرودينامية النماذج. وعلاوة على ذلك ، بدأنا في استخدام أساليب غير مستقرةلفهم الجناح - اعقاب التفاعل ، الجناح الجناح التفاعل ، والتفاعل بين جناح والسيطرة على السطح. هذه المحاكاة تقدم صورة تدفق الميدان ، بما في أعقاب الدردورية لجهد حاسوبى ضئيل

الطاقة ذات الكفاءة العالية دون مليغرام والالكترونيات اللازمة.

متعلق بالكهرباء الناتجة من الضغط وغيرها من المشغلات متعلقا بالسعة تتطلب الفولتية العالية تعمل على تحقيق ما يكفي من الإزاحة. وعلاوة على ذلك ، إلا جزءا ضئيلا من مدخلات الطاقة الكهربائية يتم تحويلها إلى النواتج الميكانيكية ؛والباقي يجب حتى يستعاد لتعظيم كفاءة النظام ؛ ونحن نعمل على تطوير كفاءة الطاقة على نطاق المليغرام في الدوائر الإلكترونية التي يمكن تكثيف 3.7V لي بطارية البوليمر لأكثر من 200V ، تخليق قوى لتوليد الاشارات ، واسترجاع الطاقة المخزونة من المحرك. مرافقنا تسمح لنا بالتحكم decapsulate مكونات أشباه الموصلات ، خلق الدوائر المرنة ، ووضع العناصر المغناطيسية حسب الطلب في متناولنا.

مجسات للإستشعار ملهمة بيولوجيا

الإلهام البيولوجى أستخدم لخلق مجموعة من مجسات الإستشعار خفيفة الوزن, قليلة في إستهلاك الطاقة, لتسهم في ثبات الميكروروبوت, وفى تنوع حركته.

• المصدر [ديكينسون كالتك http://www.dickinson.caltech.edu/Research/Robofly]
• [ ساينتفك كمبيوتنج http://scientificcomputing.com/news-ds-RoboFly-Micro-Robots-Hover-More-Effectively-than-Flies.aspx]

• [ميكروسيز هارفارد http://micro.seas.harvard.edu/research.html]