Летающий робот помог объяснить полет плодовых мух

Фото: www.youtube.com/MAVLab TU Delf

Нидерландские инженеры создали летающего робота для изучения механизмов полета насекомых. Он способен управлять движением вокруг вертикальной оси с помощью движений крыльев, которые создают крутящие моменты по остальным осям. Исследователи провели эксперименты с роботом, чтобы подтвердит теорию о том, что дрозофилы (плодовые мух) и некоторые другие насекомые используют аналогичный механизм во время резких поворотов.

Как сообщается в статье Science, исследователи, изучающие полет насекомых вынуждены полагаться на прямые наблюдения, разработанные на их основе теоретические модели и экспериментальные летательные аппараты. Ранее уже создавались махолеты с аналогичными механизмами, но их движения были ограничены проводами, недостаточной емкостью аккумулятора и другими факторами.

Группа инженеров из Делфтского технического университета и Вагенингенского университета под руководством Гвидо де Кроона создала робота, летающего в течение пяти минут. У него две пары крыльев с размахом 33 сантиметра. Масса махолета – 28,2 грамма.

Каждую пару крыльев приводит в движение отдельный мотор. Для управления крутящими моментами по трем осям инженеры использовали несколько механизмов. Крен они задают частотой взмахов на одной из пар крыльев, изменение тангажа (движение вокруг поперечной оси) происходит с помощью одновременного поворота верхней кромки пар крыльев относительно основания робота. Рысканием – движением вокруг вертикальной оси – инженеры управляют при помощи поворотного механизма в нижней части робота. Он прикреплен к нижним кромкам крыльев и позволяет перенаправить вектора тяги пар крыльев в разные стороны.

Инженеры продемонстрировали пригодность устройства для исследований заставив его выполнять резкие повороты, которые мухи совершают во время побега от хищников. Существует гипотеза, что дрозофилы выполняют маневры в две стадии. Сначала они поворачивают с помощью комбинации крутящих моментов вокруг продольной и поперечной осей, а затем, уже насекомые используют визуальную информацию и стабилизируют движение.

Робот смог имитировать полет плодовых мух с сопоставимыми скоростями и перегрузками во время поворотов. Испытания показали, что с отключенной функцией прямого управления движением вокруг вертикальной оси махолет повторял описываемые в других исследованиях траектории полета мух.

Исследователи также поэкспериментировали со включенной системой поворота нижних кромок крыльев. После этого им удалось убрать занос в конце маневра, а вот скорость поворота не повысилась. По мнению ученых это говорит о том, что дрозофилы не применяют рыскание во время резкой смены направления.

Ранее компания Rolls-Royce заявила о скором приеме на службу роботов-тараканов, которые будут проверять авиационные двигатели. Обычно осмотр оборудования занимает пять часов, а механизированные насекомые выполнят задачу за пять минут. При этом двигатель не потребуется снимать с крыла самолета.