VAATA ISE ⟩ See droon lendab nagu nahkhiir

Aerobat kasutab kombineeritud jäiku ja pehmeid 3D-prinditud materjale, et jäljendada nahkhiire tiibu. Foto: Kuvatõmmis YouTube / Northeastern University

Teadlased loovad nahkhiirte liikumisest inspireeritud droone, mis suudavad lennata kitsastes ja raskesti ligipääsetavates koridorides.

Nahkhiired on loomariigi ühed kõige ebatavalisemad lendavad olendid.

Erinevalt lindudest suudavad need karvased lendavad imetajad oma tiibu dünaamiliselt kujundada ja kohandada, selleks et saavutada maksimaalne tõukejõud ja püsida paigal hõljudes. Nende tiibade ülimalt pehme membraan, mis meenutab rohkem inimkätt kui linnutiiba, on erakordselt paindlik ning võimaldab nahkhiirtel end «vormida» ja pugeda läbi kitsaste koridoride.

Northeasterni ülikooli teadlased on hakanud neid ainulaadseid omadusi rakendama autonoomse lendava drooni loomisel, mille nimeks on Aerobat. Loodetakse, et see nahkhiirtest inspireeritud robot suudab navigeerida kanalisatsioonitunnelites, koobastes ja teistes kitsastes kohtades, kuhu praegused lendavad robotid tavaliselt ei pääse.

Aerobati võimed ja eelised

Kui Aerobat valmis saab, suudab see lennata kuni viis meetrit sekundis ja hõljuda kitsastes kanalites. Teadlased kasutasid Aerobati tiibade loomiseks jäikade ja pehmete 3D-prinditud materjalide kombinatsiooni. Täpselt nagu päris nahkhiire tiivad, laienevad ka Aerobati õhukesed ja painduvad tiivad allapoole liikumisel ning tõmbuvad kokku ülespoole liikumisel. Liikumine loob perioodilisi õhujoakesi, mida kasutatakse maksimaalse positiivse aerodünaamilise jõu saavutamiseks. Sellise disaini tulemusena on Aerobatil väga tõhus lendamisviis.

Northeasterni ülikooli elektri- ja arvutitehnika dotsent Alireza Ramezani selgitas, et kirjanduses viidatakse nahkhiirte lennule kui õhus tantsimisele. Nad ei lenda lihtsalt, vaid tantsivad õhus graatsilise rahuga. Nad püüavad oma keskkonda manipuleerida, ja see on ainulaadne omadus, mida näeb ainult nahkhiirtel.

Lisaks tiibadele kasutab Aerobat oma positsiooni ja orientatsiooni määramiseks kaamerat. Pardal olevad arvutid juhivad automaatset lendu, kuid lõppsihtkoha määrab endiselt inimene. Kui sihtkoht on kindlaks tehtud, lehvitab robotnahkhiir tiibu ja liigub määratud kohani täiesti autonoomselt. Aerobat suudab sihtkohas paigal hõljuda ja andurite abil keskkonnateavet koguda.

Biorobootika rakendused

Ramezani sõnul on kogu idee luua bioloogiast inspireeritud droone, mis suudavad töötada väga kitsastes ja piiratud keskkondades. Ramezani on viimased kolm aastat uurinud, kuidas nahkhiirte liikumist saaks rakendada lendavas seadmes. Aerobati eelkäija, Bat Bot, figureeris juba 2017. aastal ajakirjas «Nature».

Teadlased on sageli kasutanud loodust inspiratsioonina, et lahendada tehnilisi väljakutseid. Näiteks on varasemad linnust inspireeritud nelikopterid kasutanud kullisarnaseid küüsi ja varbaaluseid padjakesi, et haarata servadest ja maanduda sujuvalt peaaegu kõikjal. Samuti on teadlased arendanud roboteid, mis on inspireeritud pikajalgsetest ämblikest, prussakatest, koertest ja ammu väljasurnud mereloomadest. Kõigil neil juhtudel on looduse loomulik liikumise ja funktsiooni elegants aidanud  lahendada reaalse maailma probleeme.

Aerobati puhul võib see tähendada, et ühel päeval kasutatakse drooni kanalisatsioonisüsteemide või teiste raskesti ligipääsetavate infrastruktuuri aladel andmete kogumiseks. Arendajad usuvad, et Aerobatile saab lisada sügavust tuvastava kaamera, et teha keskkonnaseiret. Kui projekt osutub edukaks, liitub Aerobat uute robotite kasvava nimekirjaga, mida kasutatakse tuumarajatiste ja teiste ohtlike piirkondade jälgimiseks, kuhu inimestel pole ligipääsu.

Innovaatiliste lahenduste abil võib Aerobat muuta nii infrastruktuuri monitooringut kui ka mitmeid muid kaugseirega seotud rakendusi.

Allikas: Popular Science