وقتی روبات‌ها مثل شاهین‌ها پرواز می‌کنند
یک جرعه ازجهان دانش
بهارساداتموسوی
[ گزارش ازپژوهش های تازه ]
محققان چینی با الهام از شاهین یک روبات پرنده ابداع کرده اند که می تواند مانند یک پرنده از روی زمین بلند شود.
به گزارش اینترستینگ انجینرینگ، این نوآوری چشم‌اندازهای جدیدی در مکانیک پرواز پرندگان ارائه می‌دهد و نویدبخش دستاوردهای مهمی در حوزه هوانوردی الهام‌گرفته از طبیعت است.
نمونه اولیه‌ای که «روبوفالکون ۲.۰» نام دارد، شیوه بال‌زدن، حرکت جارویی و تا شدن بال‌های پرنده هنگام برخاستن از زمین و پرواز با سرعت کم را به‌خوبی تقلید می‌کند. روبوفالکون ۲.۰ برخلاف هواپیماهای روباتیک که به پروانه‌های بال ثابت یا روتورهای معلق متکی هستند، از حرکت جدیدی به نام «بال‌زدن-حرکت جارویی-تاشونده» (FSF) استفاده می‌کند که تولید نیروی بالابر را با کنترل گام جفت می‌کند.
نتایج آزمایش‌های تونل باد نشان می‌دهد حرکت جارویی بال‌ها به سمت جلو با زاویه‌های بزرگتر، نیروی بالابر روبات را افزایش داده و توانایی آن را در برخاستن از زمین بهبود می‌بخشد. شبیه‌سازی‌ها نیز صحت این مکانیسم را تایید کردند؛ حرکت جارویی باعث تقویت گردابه‌ای در لبه جلویی بال شده و نیروهای آیرودینامیکی را افزایش می‌دهد، در حالی که مرکز فشار را به جلو منتقل می‌کند تا حرکت عمودی تثبیت شود.
روبوفالکون ۲.۰ در آزمایش‌های دنیای واقعی با استفاده از حرکت FSF با موفقیت از زمین بلند شد؛ مانند یک پرنده روی پاهای تکیه‌گاه خود به جلو خم شد، به سرعت بال زد تا نیروی بالابر ایجاد کند و به تدریج مسیر خود را به پرواز رو به جلو تغییر داد.
پیشرفت مهم در این روبات پرنده به سیستم قابل تنظیم بال آن مربوط است. این روبات با ترکیب جداکننده‌های مکانیکی و قاب سبک، قادر است بال‌های خود را با ریتمی هماهنگ تکان دهد، حرکت جارویی را انجام دهد و بال‌ها را تا کند. روبوفالکون ۲.۰ با وزن ۸۰۰ گرم و طول بال ۱.۲ متر، به اندازه‌ای سبک است که می‌تواند دینامیک پرندگان کوچک را به‌خوبی اجرا کند و در عین حال برای آزمایش‌های کنترل‌شده به اندازه کافی مقاوم باقی می‌ماند.
رونمایی از کوچکترین پهپاد دوربین‌دار جهان
کوچکترین پهپاد دوربین‌دار جهان با تنها ۲۵ گرم وزن، آنقدر کوچک است که به راحتی درون یک قوطی جا می‌شود.
پهپادهای کوادکوپتر با دید اول‌شخص(FPV) به سرعت از نظر طراحی و قابلیت، تکامل یافته‌اند و در عین حال که از نظر پایداری و پاسخگویی بهبود می‌یابند، از نظر اندازه نیز کوچکتر می‌شوند. با این حال، پروژه‌های کمی مانند جدیدترین آزمایش یک فعال در یوتیوب به نام «هوردر سم»( Hoarder Sam) که ادعا می‌کند کوچکترین پهپاد FPV جهان را تولید کرده است، تا این میزان از کوچک‌سازی را نشان می‌دهند.
این پهپاد کوچک آنقدر جمع و جور است که می‌تواند درون یک قوطی چیپس جا شود، اما همچنان می‌تواند مانند یک مدل استاندارد ۶۵ میلی‌متری پرواز کند.
به نقل از آی‌ای، در حوزه پهپادهای کوادکوپتر با دید اول‌شخص(FPV)، حالت ۶۵ میلی‌متری به طور گسترده به عنوان کوچکترین اندازه عملی برای پرواز پایدار در نظر گرفته می‌شود و هر پهپادی که کوچکتر از این میزان باشد، کارایی، قدرت و کنترل لازم را ندارد، اما این چالش‌ها انگیزه‌ای برای «سم» شد که تصمیم گرفت ثابت کند که یک پهپاد کوچکتر نیز می‌تواند با رویکرد طراحی مناسب، عملکرد چشمگیری داشته باشد.
وی کار خود را با قطعات الکترونیکی داخلی یک میکرو — کواد محبوب موسوم به «BetaFPV Air65» که به خاطر ساختار سبک و هندلینگ متعادل شناخته می‌شود، آغاز کرد. ایده، اختراع مجدد نبود، بلکه پیکربندی مجدد آن به چیزی بسیار کوچکتر بود.
هر سیم، موتور و مدار برای به حداقل رسیدن اندازه و در عین حال حفظ قابلیت پرواز پهپاد، مورد بازنگری قرار گرفت. هدف ساده بود؛ ساخت یک پهپاد FPV کاملاً کاربردی که به راحتی در کف دست جا شود.
این طراحی جدید، ایده‌هایی را از یک قاب قدیمی‌تر و غیرمعمول که به عنوان پهپاد استخوانی شناخته می‌شود، وام گرفته است. این طرح، دو پروانه همپوشان را در هر انتها قرار می‌دهد و به آن شکلی باریک و شبیه به استخوان می‌دهد که در عین حفظ تعادل رانش، در اشغال فضا صرفه‌جویی می‌کند.
این چیدمانِ همپوشانی به «سم» اجازه داد تا اندازه قاب را بدون به خطر انداختن پایداری، به طرز چشمگیری کاهش دهد.
پس از روزها آزمایش و مونتاژ ظریف، ساخت «Air65» جدید با اندازه باورنکردنی ۲۲ میلی‌متری به پایان رسید. گفتنی است که هر قطعه باید زیر ذره‌بین لحیم‌کاری می‌شد، سیم‌کشی‌ها با دقت میلی‌متری انجام می‌شد و مواد اضافی تا حد امکان حذف می‌شد.
در نهایت، پهپاد نهایی به همراه دوربین و باتری، تنها ۲۵ گرم وزن داشت.
از آنجایی که طراحی فیزیکی این پهپاد با نسخه اصلی «Air65» بسیار متفاوت بود، سیستم عامل پیش‌فرض نمی‌توانست پیکربندی جدید را مدیریت کند. بنابراین «سم» از نرم‌افزار «Betaflight Configurator» برای بازنویسی پارامترهای کنترل و تنظیم دقیق پایداری پرواز استفاده کرد. هر تنظیم بر تعادل و پاسخگویی تأثیر می‌گذاشت و قبل از این که در نهایت آماده پرواز شود، به چندین دور آزمایش و کالیبراسیون دقیق نیاز داشت.
این پهپاد پس از چندین پرواز کوتاه و سقوط‌های جزئی، به یک شناوری پایدار دست یافت که با وجود اندازه کوچک خود، با چابکی نزدیک به یک «Air65» در اندازه کامل، به طرز شگفت‌آوری خوب عمل کرد.
این پهپاد می‌توانست چرخش‌های سریع و چابک انجام دهد، شناوری ثابتی را حفظ کند و دقیقاً به فرمان‌های کنترل‌کننده پاسخ دهد.
همچنین در آزمایش‌ها به طور متوسط زمان پرواز دو و نیم دقیقه را مدیریت کرد که تنها حدود ۳۰ ثانیه کمتر از همتای بزرگتر خود است. این تفاوت کوچک با توجه به ظرفیت باتری کمتر و موتورهای کوچکتر، چشمگیر است.
تنها ایراد، کاربردی بودن آن است. با وجود پروانه‌های نمایان در بالا و پایین و نبود محافظ، پرتاب و فرود این پهپاد نیاز به دقت بالایی دارد.
ساخته «سم» ممکن است طراحی پهپاد را از نو تعریف نکند، اما نشان می‌دهد که وقتی قرار به کاهش اندازه یک پهپاد باشد، صبر و دقت چه دستاوردهایی می‌تواند داشته باشد.
در نهایت، کوچکترین پهپاد FPV جهان ثابت می‌کند که حتی با قطر ۲۲ میلی‌متر نیز عملکرد پرواز می‌تواند بدون تغییر باقی بماند.
پهپادهایی که اطفا حریق را متحول می‌کنند
یک استارت آپ سرمایه لازم برای افزایش مقیاس تولید پهپادهای آتش نشان جهت مقابله با رویدادهای روز افزون آتش سوزی جنگلی را تامین کرد.
به گزارش اینترستینگ انجینرینگ، استارت آپ «سناکا» ( Seneca) مستقر در سیاتل آمریکا مشغول توسعه نخستین سیستم‌های کاملاً خودکار مهار آتش است که شامل پهپادهایی می‌شود که مواد اطفا حریق را با فشار بالا ارائه و همزمان از هوش مصنوعی برای شناسایی و مهار آتش در کمتر از ۱۰ دقیقه استفاده می‌کنند.
این واحدهای ماژولار هوایی را می‌توان از راه دور و با اتکا به موقعیت تقریبی آتش سوزی به پرواز درآورد تا طی بازه‌های زمانی حیاتی که یک جرقه ممکن است به ابر آتش تبدیل شود، به سرعت وارد عمل شوند. استارت آپ سازنده این سیستم اکنون از عرضه عمومی خود و جذب سرمایه ۶۰ میلیون دلاری خبر داده است.
استورات لندزبرگ بنیانگذار و مدیر ارشد اجرایی سناکادر این باره می‌گوید: امیدواریم با این فناوری آتش نشانان را در وضعیت‌هایی که قبلاً غیر ممکن، غیرایمن و ناکارآمد تلقی می‌شد، توانمند کنیم.
سناکا در میانه بالاترین ریسک آتش سوزی‌های جنگلی در تاریخ، تصمیم دارد با فناوری پهپادهای خودکار، هوش مصنوعی و بینایی رایانشی پیشرفته زیرساخت‌های حوزه آتش نشانی را مدرن کند. این استارت آپ محصولات خود را با کمک چشم اندازی از سوی آتش نشانان و مالکان زمین به گونه‌ای ساخته که به طور یکپارچه با عملیات سازمان‌های آتش‌نشانی پیشرو، شرکت‌های آب و برق و صاحبان املاک ادغام شوند.
واحدهای هوایی ماژولار اطفا حریق به اندازه‌ای کوچک هستند که می‌توان آن را با دست حمل کرد، با وسایل نقلیه عمومی جابه جا کرد یا از راه دور به کار گرفت. این انعطاف پذیری کارآمدی و تأثیرگذاری فرایند اطفا حریق را در چند سناریو از تأیید و مهار آتش‌سوزی‌ها در مراحل اولیه در مناطق دورافتاده گرفته تا پشتیبانی از فرایند آتش‌نشانی در مقیاس بزرگ و تلاش‌های امدادی در حوادث بزرگ، افزایش می‌دهد.
این سیستم ماژولار بر پهپادهای الکتریکی با کارایی بالا تمرکز دارد که قادر به حمل بیش از ۴۵ کیلوگرم مواد اطفا حریق و تحویل آن ها با فشار بسیار بالا (PSI) با استفاده از فوم کلاس A هوادهی شده برای اطفاء سریع هستند. گروه‌هایی متشکل از چهار تا شش پهپاد که برای عملیات مستقل یا دسته‌های هماهنگ طراحی شده‌اند، می‌توانند ۲۲۷ تا ۴۵۴ کیلوگرم قدرت اطفاء حریق را بدون نیاز به پد هلی کوپتر، ایستگاه‌های سوخت گیری یا زیرساخت‌های پیچیده زمین، در هر مأموریت ارائه دهند.
سیستم‌های مذکور را می‌توان با کمک یک تبلت قابل حمل راهبری کرد تا به مناطق خطرناک یا دور از دسترس برای پرسنل انسانی برسند. همچنین حتی با ارائه مکان تقریبی به سیستم، می‌توان آن را در چند ثانیه به راه انداخت. پهپادهای سناکا با کمک ناوبری مبتنی بر هوش مصنوعی و حسگرهای مادون سرخ سوار برآن می‌توانند آتش سوزی را با دقت بالا ردیابی کنند و هدف بگیرند.
این شرکت مدعی است قابلیت‌های آگاهی محیطی مبتنی بر دوربین، ادغام سیستم‌های ADS — B و Remote ID و اجتناب از موانع به طور خودکاربه ایمنی عملیات کمک و عملکرد روان را در آسمان‌های چالش‌برانگیز تضمین می‌کنند.
ارزانترین روبات رقصنده چینی!
یک استارت‌اپ چینی روباتی طراحی کرده است که در نمایش‌های اولیه خود در حال راه رفتن و رقصیدن مشاهده شده و ۱۴۰۰ دلار قیمت دارد.
به گزارش انگجت، استارت‌آپ چینی نئوتیکس روباتیکس از روبات جدید خود با نام «بومی» و با قیمتی حدود ۱۰ هزار یوان (معادل ۱۴۰۰ دلار) رونمایی کرده است.
روبات ارزان‌قیمت «بومی» برخلاف همتایان پیشرفته‌تر خود، حدود سه فوت ارتفاع و ۲۶ پوند وزن دارد. جدیدترین روبات نئوتیکس نه در خطوط تولید و نه در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی دیده می‌شود؛ به‌ویژه آنکه «بومی» در نمایش‌های اولیه خود در حال راه رفتن و رقصیدن مشاهده شده است.
طبق گزارش نشریه TechNode، بومی دارای یک رابط برنامه‌ریزی است که می‌تواند در فعالیت‌های یادگیری یا خلاقانه مورد استفاده قرار گیرد. همچنین در این گزارش آمده است که نئوتیکس قصد دارد امکان پیش‌سفارش این روبات را تا اواخر سال جاری میلادی فراهم کند.
بومی با چنین قیمت پایینی توانسته رقیب ارزان‌قیمت دیگری را که اوایل امسال معرفی شده بود، پشت سر بگذارد. شرکت یونی‌تری در تابستان امسال روبات R۱ خود را با قیمت پایه ۵۹۰۰ دلار معرفی کرد؛ رباتی که قادر به انجام وظایف پیچیده‌تری است.
اگرچه بومی از نظر قیمت از روبات R۱ ارزان‌تر است، اما هر دو شرکت نئوتیکس و یونی‌تری محصولاتی به‌مراتب مقرون‌به‌صرفه‌تر از روبات «اپتیموس» تسلا که قیمت اولیه آن حدود ۲۰ هزار دلار تخمین زده می‌شود،عرضه می کند.
پیش از معرفی بومی، استارت‌آپ نئوتیکس توانایی خود در این حوزه را در نخستین رقابت نیم‌ماراتن جهان ویژه روبات‌ها نشان داده بود. این شرکت با مدل N۲ در رویداد یادشده شرکت کرد؛ روباتی که یکی از چهار شرکت‌کننده‌ای بود که موفق به پایان دادن مسابقه شد.
