Dron wzbijający się do lotu jak ptak

Szwajcarscy naukowcy zbudowali drona, który może chodzić, skakać i podrywać się do lotu, używając „ptasich” nóg, co znacznie poszerza możliwości jego zastosowań – informuje „Nature”. Dron RAVEN (Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple ENvironments) jest dziełem zespołu z Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne w Szwajcarii, kierowanego przez profesora Dario Floreano.

Dron z umiejętnościami niczym prawdziwy ptak

.Skrzydła ptaków są odpowiednikiem przednich nóg u czworonogów lądowych, ale niewiele wiadomo o koordynacji nóg i skrzydeł u ptaków — nie mówiąc już o poruszających skrzydłami dronach.

Nogi robota zaprojektowano, wzorując się na ptakach siadających na gałęziach, takich jak kruki i wrony, które często startują i lądują. Dzięki tej inspiracji dron może autonomicznie startować i lądować w środowiskach, które wcześniej były niedostępne dla uskrzydlonych dronów.

„Ptaki były inspiracją dla samolotów, a bracia Wright spełnili to marzenie, ale nawet dzisiejsze samoloty są nadal dość dalekie od tego, do czego zdolne są ptaki” — powiedział doktorant Won Dong Shin. – „Ptaki mogą przejść od chodzenia do latania i z powrotem, bez pomocy pasa startowego lub wyrzutni. W robotyce nadal brakuje platformy inżynieryjnej dla tego rodzaju ruchów”.

Dzięki kombinacji modeli matematycznych, symulacji komputerowych i eksperymentów z kolejnymi prototypami, uzyskano bardzo zróżnicowane możliwości poruszania się przy minimalnej masie urządzenia: cały dron waży tylko 0,62 kilograma.

Cięższe elementy nogi pozostają blisko „ciała”, podczas gdy połączenie sprężyn i silników naśladuje silne ścięgna i mięśnie ptaków. Lekkie stopy (oczywiście podobne do ptasich) składają się z dwóch przegubowych struktur połączonych pasywnym, elastycznym stawem, który pozwala na przyjmowanie różnych postaw podczas chodzenia, podskakiwania i skakania.

Najbardziej zaawansowany skrzydlaty dron

.Twórcom RAVENa udało się nie tylko zbudować najbardziej zaawansowanego skrzydlatego drona, ale również dokładniej zbadać energetyczną wydajność skoków, dzięki którym mogą startować zarówno ptaki, jak i drony

Wcześniejsze roboty zaprojektowane do chodzenia były zbyt ciężkie, aby skakać, natomiast roboty zaprojektowane do skakania nie miały stóp odpowiednich do chodzenia. Unikalna konstrukcja RAVENa pozwala mu chodzić, pokonywać szczeliny w terenie, a nawet wskakiwać na powierzchnię podwyższoną o 26 centymetrów. Naukowcy eksperymentowali również z różnymi trybami inicjacji lotu, w tym – startem z pozycji stojącej oraz podczas spadania. Jak się okazało, skok do lotu zapewnia najefektywniejsze wykorzystanie energii kinetycznej (zależnej od prędkości) oraz energii potencjalnej (wzrostu wysokości). Naukowcy ze Szwajcarii współpracowali z University of California w Irvine (wyniki tej pracy opublikowali, DOI: 10.1038/s41586-024-08228-9). Nowe drony mogą poruszać się po nierównym terenie i startować z ograniczonych miejsc bez ingerencji człowieka. Dzięki temu można je wykorzystać do inspekcji, łagodzenia skutków katastrof i dostaw w trudno dostępne obszary.

Jak podkreślił prof. Floreano, uzyskane wyniki stanowią pierwszy krok w kierunku lepszego zrozumienia zasad projektowania i kontroli zwierząt latających oraz ich przełożenia na zwinne i energetycznie wydajne drony.

Rozwój technologii zmienia nasz świat

O szansach, które dla Polski niosą z sobą badania najnowszych technologi pisze na łamach Wszystko co Najważniejsze Abishur PRAKASH, futurolog geopolityki.

„Wyobraźmy sobie świat, w którym zwykli ludzie mogą używać satelitów do własnych potrzeb, tak jak firmy i rządy robią to od dziesiątek lat. Taka jest wizja SatRevolution, polskiej firmy z branży kosmicznej, która w 2018 roku wypuści cztery minisatelity wydrukowane w technice 3D, nazwane imieniem słowiańskiego boga wojny, płodności i obfitości – Światowida” – opisuje ekspert.

To Polska jako pierwsza na świecie – nie Stany Zjednoczone, Chiny, Rosja czy Indie – może dać ludziom możliwość, której nigdy nie mieli: wykorzystanie satelitów.

„Udostępnianie klientom usługi satelitarnej na żądanie wpisuje się w rosnący trend, zauważalny na całym świecie. Państwa coraz częściej wykorzystują nowatorskie technologie, by stworzyć lepsze warunki ekonomiczne dla swoich społeczeństw. Ale gdy przyjrzymy się temu z bliska, obraz ten wygląda jeszcze nieco inaczej: nowe technologie pozwalają państwom zyskiwać przewagę geopolityczną. Czy możliwe jest, że Polska zwiększy swoje wpływy geopolityczne dzięki technologii? A jeśli tak, to jak to osiągnąć” – zastanawia się ekspert.

W jego ocenie opowiedzią może być utworzenie Wolnego Rynku Robotyki (ang. Free Market for Robotics, FMR) w Europie Środkowo-Wschodniej.

Wolny – tworzony przez Polskę – rynek może obejmować przede wszystkim kraje Europy Środkowo-Wschodniej. Polska mogłaby się stać liderem automatyzacji w regionie. W przyszłości FMR mógłby przekształcić się w nowy rodzaj sojuszu geopolitycznego zaproponowanego i kontrolowanego przez Warszawę.

PAP/ Paweł Wernicki/ WszystkocoNajważniejsze/ LW