Περίληψη άρθρου:
Οι ερευνητές του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον κατασκεύασαν μια ρομποτική μέλισσα που μπορεί να πετάξει προς όλες τις κατευθύνσεις, συμπεριλαμβανομένης της περιστροφικής κίνησης που είναι γνωστή ως yaw. Με τέσσερα φτερά κατασκευασμένα από ανθρακονήματα και mylar καθώς και τέσσερις ελαφρούς ενεργοποιητές για τον έλεγχο κάθε φτερούγας, το πρωτότυπο Bee++ είναι το πρώτο που πετάει σταθερά προς όλες τις κατευθύνσεις. Το Bee++ είναι η πρώτη ρομποτική μέλισσα που επιτυγχάνει έξι μοίρες ελεύθερης κίνησης που εμφανίζει ένα τυπικό ιπτάμενο έντομο. Οι ερευνητές εργάζονται επίσης για την ανάπτυξη άλλων τύπων ρομπότ εντόμων, όπως ερπυστριοφόρα και νεροβάτες. Το έργο χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και την DARPA.

Κύρια σημεία του άρθρου:

• Ερευνητές από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον ανέπτυξαν ένα πρωτότυπο ρομποτικής μέλισσας, το Bee++, που μπορεί να πετάξει προς όλες τις κατευθύνσεις, συμπεριλαμβανομένης της δύσκολης περιστροφικής κίνησης που είναι γνωστή ως yaw.
• Η Bee++ είναι η πρώτη στο είδος της που επιτυγχάνει έξι μοίρες ελεύθερης κίνησης, παρόμοια με αυτή ενός τυπικού ιπτάμενου εντόμου.
• Το Bee++ έχει βάρος 95 mg με άνοιγμα φτερών 33 χιλιοστών και τροφοδοτείται από τέσσερα φτερά κατασκευασμένα από ανθρακονήματα και mylar, καθώς και από τέσσερις ελαφρούς ενεργοποιητές.
• Το Bee++ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για εφαρμογές όπως η τεχνητή επικονίαση, οι προσπάθειες έρευνας και διάσωσης, η βιολογική έρευνα ή η περιβαλλοντική παρακολούθηση.
• Οι ερευνητές εργάζονται επίσης για την ανάπτυξη άλλων τύπων ρομπότ εντόμων, όπως ερπυστριοφόρα και νεροβάτες.

Αναλυτικά το άρθρο:
Με τέσσερα φτερά κατασκευασμένα από ανθρακονήματα και mylar, καθώς και τέσσερις ελαφρούς ενεργοποιητές για τον έλεγχο κάθε φτερούγας, το πρωτότυπο Bee++ είναι το πρώτο που πετάει σταθερά προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτό περιλαμβάνει και την περίεργη περιστροφική κίνηση που είναι γνωστή ως yaw, με το Bee++ να επιτυγχάνει πλήρως τις έξι μοίρες ελεύθερης κίνησης που εμφανίζει ένα τυπικό ιπτάμενο έντομο.

Οι ερευνητές με επικεφαλής τον Néstor O. Pérez-Arancibia στη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υλικών του WSU ανέφεραν τη δουλειά τους στον τομέα της ρομποτικής στο περιοδικό IEEE Transactions on Robotics. Τα αποτελέσματα θα παρουσιαστούν σε συνέδριο της IEEE αργότερα αυτό το μήνα.

Για να δημιουργήσουν το ρομπότ, οι ερευνητές ανέπτυξαν ελεγκτές που μιμούνται τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο εγκέφαλος ενός εντόμου. Οι μικροσκοπικές συσκευές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορες εφαρμογές, όπως η τεχνητή επικονίαση, οι αποστολές έρευνας και διάσωσης σε στενούς χώρους, η βιολογική έρευνα ή η περιβαλλοντική παρακολούθηση σε εχθρικά περιβάλλοντα. Η ανάπτυξη τεχνητών ιπτάμενων εντόμων αποτελεί στόχο των ερευνητών για περισσότερα από 30 χρόνια.

"Πρόκειται για ένα μείγμα ρομποτικού σχεδιασμού και ελέγχου", είπε. "Ο έλεγχος είναι ιδιαίτερα μαθηματικός και σχεδιάζεις ένα είδος τεχνητού εγκεφάλου. Κάποιοι το αποκαλούν κρυφή τεχνολογία, αλλά χωρίς αυτούς τους απλούς εγκεφάλους, τίποτα δεν θα λειτουργούσε".

Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια ρομποτική μέλισσα με τέσσερα φτερά που μπορεί να ελέγχει πολύπλοκες κινήσεις περιστροφής, οι οποίες είναι απαραίτητες για να εστιάζει το ρομπότ σε ένα σημείο χωρίς να χάνει τον έλεγχο και να συντρίβεται. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν διαφορετικά μοτίβα χτυπήματος για το μπροστινό και το πίσω φτερό κατά τη διάρκεια της ρίψης και για το δεξί και το αριστερό φτερό κατά τη διάρκεια της κύλισης, για να δημιουργήσουν ροπή που περιστρέφει το ρομπότ γύρω από τους δύο κύριους οριζόντιους άξονές του. Η ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας βασίζεται σε μια προηγούμενη ρομποτική μέλισσα με δύο φτερά που ήταν περιορισμένη στην κίνησή της. Το νέο τετραπτέρυγο ρομπότ είναι αρκετά ελαφρύ για να απογειωθεί και η ικανότητά του να ελέγχει την κίνηση yaw σηματοδοτεί μια σημαντική πρόοδο στη ρομποτική τεχνολογία. 

Η ικανότητα στροφής είναι ζωτικής σημασίας για τους ελιγμούς αποφυγής και τον εντοπισμό αντικειμένων. Ωστόσο, ήταν πρόκληση για τους ειδικούς να την επιτύχουν λόγω της αστάθειας του συστήματος και των περιορισμών στην ενεργοποίηση. Οι ερευνητές εμπνεύστηκαν από τα έντομα και ανέπτυξαν έναν νέο σχεδιασμό για τα φτερά του ρομπότ που τους επιτρέπει να κουνιούνται σε γωνιακό επίπεδο. Επίσης, αύξησαν τη συχνότητα με την οποία το ρομπότ χτυπάει τα φτερά του από 100 σε 160 φορές το δευτερόλεπτο. Παράλληλα με αυτή τη φυσική αλλαγή στον σχεδιασμό, επινόησαν έναν νέο ελεγκτή που κατευθύνει τις κινήσεις του ρομπότ. Αυτός ο νέος σχεδιασμός επιτρέπει μεγαλύτερο έλεγχο και σταθερότητα στις στροφικές κινήσεις.

Το Bee++ ζυγίζει 95 mg και έχει άνοιγμα φτερών 33 χιλιοστά. Αν και εξακολουθεί να είναι μεγαλύτερο από τις πραγματικές μέλισσες, οι οποίες ζυγίζουν περίπου 10 χιλιοστόγραμμα, το Bee++ μπορεί να πετάξει αυτόνομα μόνο για πέντε λεπτά και είναι κυρίως δεμένο σε μια πηγή ενέργειας μέσω ενός καλωδίου. Οι ερευνητές αναπτύσσουν επίσης και άλλους τύπους ρομπότ εντόμων, συμπεριλαμβανομένων των ερπετών και των υδάτινων δρομέων.

Το έργο χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και την DARPA. Το Ίδρυμα WSU και το Palouse Club μέσω του προγράμματος Cougar Cage του WSU παρείχαν επίσης υποστήριξη.

Πηγή: Researchers build bee robot that can twist