Een bionisch robotinsect kan feilloos de complexe voortbewegingstaken van de natuur nabootsen door te vliegen, te landen op verticale oppervlakken en ze te beklimmen, zegt een team van de Nanjing University voor Lucht- en ruimtevaart (NUAA).
Dit hybride aangedreven robotinsect, ontworpen om de bewegingen en het aanpassingsvermogen van vliegende insecten te weerspiegelen, heeft het vermogen om overgangsbewegingen uit te voeren, zoals landen op verschillende verticale oppervlakken en weer opstijgen. Dergelijke bewegingen waren tot nu toe een uitdaging om te repliceren in robotica, maar het onderzoek van het NUAA-team is erin geslaagd deze hindernis te overwinnen.
Een biomimetisch wonder
De innovatieve robot, die op 10 mei in Research in een onderzoek is gepubliceerd, maakt gebruik van een hybride power-layout met slag/rotor om de vlucht in de lucht efficiënt te regelen en om verticale wanden te bevestigen en te beklimmen. Deze combinatie imiteert de behendige beheersing van de fladderende vleugels en lichaamshouding van een insect. De overgang tussen vliegen en klimmen wordt bereikt door het synergetische gebruik van aerodynamische negatieve drukadsorptie van het rotorvermogen en een klimmechanisme met bionische adhesieprestaties.
De nieuw ontwikkelde robot is getest op verschillende oppervlakken, waaronder glas, hout, marmer, boomschors en meer, wat effectief aantoont dat hij in staat is om het natuurlijke gedrag van insecten na te bootsen.
Baanbrekende technologie voor praktische toepassing
Aihong Ji, die het onderzoek leidde, ziet praktische toepassingen voor deze technologie en stelt dat het cross-domein bewegingsvermogen van deze robot het potentiële gebruik kan uitbreiden tot voorbij dat van robots met één domein. Het kan ook helpen het ingewikkelde start- en landingsgedrag van insecten te begrijpen, wat bredere implicaties heeft op het gebied van biologie en techniek.
Volgens Ji zorgt het hybride ontwerp van de nieuwe robot met slag/rotor voor voldoende besturingskracht en -koppel, waardoor onafhankelijke en niet-storende controle over drie assen mogelijk is. Er zijn verschillende pretests uitgevoerd om het overgangsschema tussen vliegen en klimmen te optimaliseren, waardoor de robot continue en volledige lucht-muur-lucht-overgangen uitvoert in iets meer dan 6 seconden.
Toekomstperspectieven en uitdagingen
Het succes van de luchtwandrobot opent tal van mogelijkheden voor geavanceerde robottoepassingen, zoals bewaking, verkenning in complexe omgevingen of medische hulp.
Het team kijkt er ook naar uit om de robot te verbeteren met extra functies zoals microscopische haken en klauwen, navigatie, detectie, autonome besturing en langeafstandscommunicatie. Ze overwegen ook om machine learning-methoden te gebruiken om de vermogenstoewijzing tijdens vliegende klimovergangen te optimaliseren of om autonoom specifieke doelen te detecteren, identificeren en volgen.
Er blijven echter uitdagingen bij het verfijnen van de bewegingsmodus om het natuurlijke landen en opstijgen van insecten perfect na te bootsen en de algehele prestaties van amfibische robotinsecten te verbeteren. Bovendien vereisen de commerciële haalbaarheid en mogelijke toepassingen van deze baanbrekende technologie verdere verkenning en ontwikkeling.
Foto: research team
