“Điều khiển drone bay và lặn, có thể leo lên những vật di chuyển khác”

Nếu bạn đã từng lái máy bay không người lái gần mực nước của một cái hồ, thì bạn sẽ nhớ mình đã lo lắng như thế nào. Bạn có thể bắt được máy bay không người lái nếu nó bị chìm, nhưng hầu hết các thiết bị điện tử của nó có thể cần được thay thế. Tuy nhiên, những lo ngại này không áp dụng cho máy bay không người lái mới này được thiết kế tại Đại học Beihang, nó đang ở nhà bơi dưới nước và bay trên không. Ngoài ra, lấy cảm hứng từ thiên nhiên, máy bay không người lái có một cốc hút tích hợp cho phép robot bám vào hầu hết mọi loại bề mặt và có thể cưỡi trên các vật thể chuyển động để tiết kiệm năng lượng quý giá.

Quadcopter hoàn toàn không thấm nước có thể di chuyển vào và ra khỏi nước dễ dàng như một làn gió, có khả năng chuyển đổi vào và ra khỏi hai phương tiện lên đến 20 lần mỗi phút.

Theo Li Wen, một kỹ sư cơ khí tại Đại học Beihang và là tác giả chính của nghiên cứu mới, khả năng lội nước của máy bay không người lái được lấy cảm hứng từ đại bàng, loài chim rất nhanh nhẹn lao từ trên không xuống nước có sức đề kháng thấp, có sức đề kháng thấp. để bắt nạn nhân. Con chim lặn xuống nước mà không làm nước bắn tung tóe bằng cách lặn mỏ trước và gập cánh lại khi trồi lên mặt nước. Tương tự như vậy, các cánh quạt của máy bay không người lái nhanh chóng gập lại và mở ra, đồng thời quay ở các tốc độ khác nhau, tùy thuộc vào việc nó ở trong nước hay trên không.

Nhưng không chỉ vua cá thu hút sự chú ý của Wen. Thiết kế của máy bay không người lái cũng được lấy cảm hứng rất nhiều từ loài cá remora, còn được gọi là cá mút. Những con cá vây tia này là những tay đua cuối cùng của biển, sử dụng những chiếc vây đã được sửa đổi trên đầu của chúng hoạt động như những miếng hút để bám vào những con cá khác có thể lớn hơn chúng tới 20 lần. Các miếng hút của chúng mạnh đến nỗi những con cá mập có thể dính vào cá mập và thậm chí cả cá heo khi chúng nhảy ra khỏi đại dương.

Trước đây, Wen và các đồng nghiệp đã kiểm tra mô trên môi mềm của miếng hút remora, tìm kiếm các lớp sợi collagen được sắp xếp theo chiều dọc ngay bên dưới da mang lại độ đàn hồi để tiếp xúc tối đa với các loài cá khác. Các sợi này được sắp xếp thành các đường thẳng hàng trong các cột và hàng kéo dài ra trong quá trình co cơ để tạo ra các khoang hút nhỏ hơn, giúp cá bám chặt hơn vào vật chủ của nó.

Được trang bị kiến ​​thức này, các nhà nghiên cứu của Đại học Beihang đã tạo ra một bản sao nhân tạo của miếng hút của remora, mô phỏng bố cục phân đoạn bằng cao su có thể tạo ra một lớp đệm kín xung quanh nhiều bề mặt khác nhau, dù ướt, khô, nhẵn hay gồ ghề. Các đoạn được thay đổi bằng thủy lực, trong khi cá sử dụng sự co cơ, nhưng hiệu quả cuối cùng là như nhau trong cả hai trường hợp.

Và giống như remora, đĩa hút được gắn vào ‘đầu’ của máy bay không người lái lặn, ngay phía trên. Ý tưởng là sử dụng đầu hút này để tự gắn vào các vật thể chuyển động, dưới nước hoặc trên không, để tiết kiệm điện năng. Khi được gắn vào rô bốt lặn, máy bay không người lái chỉ sử dụng 5% năng lượng thường cần cho động cơ đẩy của chính nó. Khi được gắn vào một vật thể chuyển động trong không trung, máy bay không người lái chỉ sử dụng 2% năng lượng.

Tuy nhiên, hiện tại, những máy bay không người lái này chỉ có thể hoạt động ở vùng nước nông, ở độ sâu tối đa là 2,2 (7,2 feet). Càng sâu hơn nữa, máy bay không người lái sẽ mất liên lạc với bộ điều khiển ở ngoài nước, tín hiệu vô tuyến của nó hoạt động tốt trong nước. Phạm vi có thể được cải thiện đáng kể nếu tín hiệu dưới nước được truyền qua sóng âm.

Mặc dù chúng ta có thể chưa bao giờ thấy những máy bay không người lái này bắt cá mập, cá voi và cá heo, nhưng các ứng dụng tức thời nhất là trong các cuộc thám hiểm nghiên cứu và khảo sát động vật hoang dã, đặc biệt là ở những môi trường xa xôi.

Những phát hiện xuất hiện trên tạp chí Khoa học người máy.