연구원은 뒤틀 수 있는 벌 로봇을 만듭니다.

모든 방향으로 완전히 날 수 있는 로봇 벌이 워싱턴 주립 대학 연구원들에 의해 개발되었습니다.

탄소 섬유와 마일라로 만든 4개의 날개와 각 날개를 제어하는 ​​4개의 경량 액추에이터를 갖춘 Bee는⁺⁺ 프로토타입은 처음으로 모든 방향으로 안정적으로 비행합니다. 여기에는 요(Yaw)라고 알려진 까다로운 비틀기 동작이 포함됩니다.⁺⁺ 일반적인 비행 곤충이 표시하는 6도의 자유 이동을 완전히 달성합니다.

WSU 기계 및 재료 공학 대학의 Flaherty 부교수인 Néstor O. Pérez-Arancibia가 이끄는 연구원들은 저널에 그들의 작업을 보고합니다. 로보틱스에 대한 IEEE 트랜잭션. Pérez-Arancibia는 이달 말 IEEE 국제 로봇 공학 및 자동화 회의에서 결과를 발표할 예정입니다.

연구원들은 30년 이상 인공 비행 곤충을 개발하기 위해 노력해 왔다고 Pérez-Arancibia는 말했습니다. 언젠가는 인공 수분, 좁은 공간에서의 수색 및 구조 노력, 생물학적 연구 또는 적대적인 환경을 포함한 환경 모니터링을 포함한 많은 응용 분야에 사용될 수 있습니다.

그러나 작은 로봇이 이륙하고 착륙하도록 하려면 곤충의 뇌처럼 작동하는 컨트롤러를 개발해야 했습니다.

“로봇 설계와 제어가 혼합된 것”이라고 그는 말했다. “제어는 매우 수학적이며 일종의 인공 두뇌를 설계합니다. 어떤 사람들은 그것을 숨겨진 기술이라고 부르지만 그러한 단순한 두뇌 없이는 아무 것도 작동하지 않을 것입니다.”

연구자들은 처음에 날개가 두 개인 로봇 꿀벌을 개발했지만 움직임이 제한적이었습니다. 2019년에 Pérez-Arancibia와 그의 박사 과정 학생 두 명은 처음으로 이륙할 수 있을 만큼 날개가 4개인 로봇 조명을 만들었습니다. 피칭(Pitching) 또는 롤링(Rolling)으로 알려진 두 가지 동작을 수행하기 위해 연구자들은 앞날개를 뒷날개와 다른 방식으로 퍼덕여 피칭을 하고 오른쪽 날개를 왼쪽 날개와 다른 방식으로 퍼덕거리게 하여 로봇을 회전시키는 토크를 생성합니다. 두 개의 주요 수평 축.

그러나 복잡한 요 동작을 제어할 수 있다는 것은 엄청나게 중요하다고 그는 말했습니다. 그것 없이는 로봇이 통제 불능 상태로 회전하여 한 지점에 집중할 수 없습니다. 그런 다음 그들은 충돌합니다.

“요를 제어할 수 없다면 매우 제한적입니다.”라고 그는 말했습니다. “당신이 벌이라면 여기 꽃이 있지만 요를 제어할 수 없다면 거기에 가려고 할 때마다 계속 빙글빙글 돌고 있는 것입니다.”

모든 정도의 움직임을 갖는 것은 회피 기동이나 물체 추적에 매우 중요합니다.

“시스템이 매우 불안정하고 문제가 매우 어렵습니다.”라고 그는 말했습니다. “수년 동안 사람들은 요를 제어하는 ​​방법에 대한 이론적 아이디어를 가지고 있었지만 작동 제한으로 인해 아무도 이를 달성할 수 없었습니다.”

로봇이 제어된 방식으로 비틀 수 있도록 하기 위해 연구자들은 곤충의 신호를 받아 날개를 움직여 각진 평면에서 펄럭였습니다. 그들은 또한 로봇이 날개를 퍼덕일 수 있는 초당 횟수를 초당 100회에서 160회로 늘렸습니다.

“솔루션의 일부는 로봇의 물리적 디자인이었고 우리는 또한 컨트롤러를 위한 새로운 디자인, 즉 로봇에게 무엇을 해야 하는지 지시하는 두뇌를 발명했습니다.”라고 그는 말했습니다.

33밀리미터의 날개 길이에 무게가 95mg인 벌⁺⁺ 무게가 약 10밀리그램인 실제 꿀벌보다 여전히 큽니다. 실제 곤충과 달리 한 번에 5분 정도만 자율적으로 비행할 수 있어 대부분 케이블을 통해 전원에 연결된다. 연구원들은 또한 크롤러와 소금쟁이를 포함한 다른 유형의 곤충 로봇을 개발하기 위해 노력하고 있습니다.

Pérez-Arancibia의 이전 남가주 대학교 박사과정 학생인 Ryan M. Bena, Xiufeng Yang 및 Ariel A. Calderón이 이 기사를 공동 집필했습니다. 이 작업은 National Science Foundation과 DARPA의 자금 지원을 받았습니다. WSU 재단과 WSU의 Cougar Cage 프로그램을 통한 Palouse Club도 지원을 제공했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/05/230523123706.htm