Команда китайських інженерів розробила новий клас біонічних м'яких захватних пристроїв для безпілотних літальних апаратів (БПЛА), які дозволять їм виконувати різні завдання, такі як захоплення ключа, підвішеного на гілці дерева, або витягування з води гілок, що вільно дрейфують.
Про це повідомило Інформаційне агентство Сіньхуа.
Повітряне захоплення значною мірою розширює здібності БПЛА, але встановлені на них жорсткі захватні пристрої, як правило, дуже важкі, мають лише одну модель хвата, а також обмежуються формою та розміром предметів, які вони хапають.
У природі рослини, що чіпляються вусиками, можуть шляхом опори на предмети у зовнішньому середовищі добиватися вертикального росту та отримання світла. Вони з початку свого зростання здатні міцно чіплятися за навколишні стебла і гілки завдяки своїм кучерявим властивостям. Крім того, існує ще одна категорія кучерявих рослин, на поверхні яких є гачкоподібні структури. З їхньою допомогою вони здатні, сформувавши взаємне блокування з контрфорс-об'єктами, підійматися по вертикальним поверхням висотних будівель.
Дослідники Чжецзянського університету, надихнувшись цими кучерявими рослинами, розробили два U-подібні ексцентричні круглі трубчасті приводи. Здатність цих приводів до вигину дозволяє БПЛА хапати предмети за допомогою гака або мотузки, схожої на виноградну лозу.
На базі цих двох типів приводу дослідники розпочали конструювання двох типів захватних пристроїв, створивши таким чином автономні системи, які можуть контролюватись шляхом подачі електричного струму, йдеться в науковій статті, опублікованій в останньому номері журналу "Science Advances".
Згідно з дослідженням, вантажність одного приводу з гакоподібними структурами приблизно на 29% більша за вантажність приводу без них і максимально становить близько 450 грамів.
Під час випробувань на відкритому повітрі безпілотник підлетів до ключа, підвішеного на гілці дерева. Після чого його самоадаптивні захватні пристрої пройшли крізь гілки та надійно захопили ключ шляхом подачі струму на дріт високого опору.
Рішення у вигляді безпілотника із захопленням буде корисним для охорони навколишнього середовища, де БПЛА може використовуватися для виконання таких завдань, як збирання сміття в дикій природі та вилов його з річок та озер. Нині у прісноводних екосистемах основним методом очищення є надзвичайно трудомісткий механічний збір.
В ході іншого випробування на відкритому повітрі дослідницька команда використала БПЛА для вилучення гілки, що опинилась в озері. Безпілотник підлетів до певної ділянки озера та занурив захватні пристрої у водойму. U-подібні захватні пристрої продемонстрували свою ефективність, успішно зачепивши гілку. Потім автономна система U-подібних м'яких приводів стабільно нагнітала тиск під водою, що забезпечило надійне захоплення предмета. Безпілотник нарешті піднявся у повітря і повернувся на берег.
На відміну від жорстких захватних пристроїв, м'які самоадаптивні захватні пристрої можуть поглинати вібрації, що передаються БПЛА, і дозволяють обертатися або переміщатися всередині захватних пристроїв.
Випробування на відкритому повітрі показують, що м'які захватні пристрої мають унікальні переваги в різних складних умовах. Вони можуть ефективно працювати навіть за низької точності позиціювання безпілотника, зазначили дослідники.
Дослідники також додали, що м'які захватні пристрої доводять можливість їх використання для ефективного транспортування за допомогою БПЛА, обв'язуючи або зачіпаючи вантажі вручну у складних умовах, таких як круті гірські схили.
Хто ми такі: Про нас та Контакти. Як ми пишемо новини та наші принципи: Редакційний кодекс. Ми старались, якщо вам сподобалось – задонатьте.
Якщо Ви помітили орфографічну помилку, напишіть нам.