Microflier, hay robot không dây thu nhỏ được triển khai với số lượng lớn, ngày nay đôi khi được sử dụng cho mục đích giám sát và giám sát quy mô lớn, chẳng hạn như trong nghiên cứu môi trường hoặc sinh học. Do khả năng phân tán trong không khí của các tờ rơi, chúng có thể tỏa ra để bao phủ các khu vực rộng lớn sau khi được thả từ một vị trí duy nhất, kể cả ở những nơi khó tiếp cận. Thêm vào đó, chúng nhỏ hơn, nhẹ hơn và chi phí triển khai rẻ hơn so với nhiều máy bay không người lái.
Một trong những thách thức trong việc tạo ra các tờ rơi siêu nhỏ hiệu quả hơn là giảm mức tiêu thụ điện năng. Một cách để làm được điều đó, như các nhà nghiên cứu từ Đại học Washington (UW) và Đại học Grenoble Alpes đã chứng minh, là loại bỏ pin. Lấy cảm hứng từ nghệ thuật gấp giấy origami của Nhật Bản, họ đã thiết kế các tờ rơi siêu nhỏ có thể lập trình được, có thể phân tán trong gió và thay đổi hình dạng bằng cách truyền động điện tử. Điều này đạt được nhờ một bộ truyền động chạy bằng năng lượng mặt trời có thể tạo ra lực lên tới 200 milinewton trong 25 mili giây.
"Hãy coi những chiếc tờ rơi nhỏ này như một nền tảng cảm biến để đo các điều kiện môi trường như nhiệt độ, ánh sáng và những thứ khác."
—VIKRAM IYER, ĐẠI HỌC WASHINGTON
Vikram Iyer, nhà khoa học máy tính và kỹ sư tại UW, một trong những tác giả, cho biết: “Điều thú vị về những thiết kế origami này là chúng tôi đã tạo ra một cách để chúng thay đổi hình dạng trong không trung, hoàn toàn không dùng pin”. "Đó là một sự thay đổi khá nhỏ về hình dạng, nhưng nó tạo ra một sự thay đổi rất lớn trong hành vi rơi...cho phép chúng ta kiểm soát được cách những thứ này bay."
Trạng thái nhào lộn và ổn định: A) Tấm microflier origami ở đây đang ở trạng thái nhào lộn và B) cấu hình sau khi hạ cánh. Khi nó hạ xuống, tờ rơi nhào lộn, với kiểu nhào lộn điển hình được minh họa trong C. D) Chiếc máy bay vi mô origami ở đây ở trạng thái hạ xuống ổn định. Phạm vi địa điểm hạ cánh của các phi công, E, cho thấy mô hình phân tán của nó sau khi được thả ra khỏi máy bay không người lái mẹ của nó.
Nghiên cứu này dựa trên công trình trước đó của các nhà nghiên cứu được công bố vào năm 2022, chứng minh các cảm biến có thể phân tán trong không khí giống như hạt bồ công anh. Đối với nghiên cứu hiện tại, "mục tiêu là triển khai hàng trăm cảm biến này và kiểm soát nơi chúng hạ cánh, để đạt được các hoạt động triển khai chính xác", đồng tác giả Shyamnath Gollakota, người đứng đầu Phòng thí nghiệm trí tuệ di động tại WU, cho biết. Những chiếc phi cơ siêu nhỏ, mỗi chiếc nặng dưới 500 miligam, có thể di chuyển gần 100 mét trong gió nhẹ và truyền dữ liệu không dây về áp suất không khí và nhiệt độ qua Bluetooth ở khoảng cách 60 mét. Phát hiện của nhóm đã được công bố trên tạp chí Science Robotics vào đầu tháng này.
Việc phát hiện ra sự khác biệt trong hành vi rơi của hai trạng thái origami là một sự tình cờ, Gollakota nói: “Khi nó phẳng, nó gần giống như một chiếc lá, nhào lộn [trong] gió,” ông nói. “Một sự thay đổi rất nhỏ từ phẳng sang hơi cong một chút [khiến] nó rơi xuống giống như một chiếc dù trong một chuyển động được kiểm soát chặt chẽ.” Ông cho biết thêm, ở trạng thái lộn nhào, trong những cơn gió giật ngang, các vi phi cơ đạt được khoảng cách phân tán gấp ba lần so với ở trạng thái ổn định.
Cận cảnh chiếc microflier này cho thấy các thiết bị điện tử và mạch điện ở mặt trên của nó.
Gollakota cho biết, đã có những hệ thống dựa trên origami khác, trong đó động cơ, bộ truyền động tĩnh điện, hợp kim nhớ hình và polyme nhiệt điện đã được sử dụng, nhưng những hệ thống này không giải quyết được những thách thức mà các nhà nghiên cứu phải đối mặt. Một là tìm ra điểm phù hợp giữa một cơ cấu truyền động đủ mạnh để không thay đổi hình dạng nếu không được kích hoạt nhưng vẫn đủ nhẹ để giữ mức tiêu thụ điện năng ở mức thấp. Tiếp theo, nó phải tạo ra phản ứng chuyển tiếp nhanh chóng khi rơi xuống đất. Cuối cùng, cần phải có giải pháp lưu trữ năng lượng nhẹ tích hợp để kích hoạt quá trình chuyển đổi.
Cơ chế mà Gollakota mô tả là "khá hợp lý" vẫn khiến họ mất một năm để nghĩ ra. Có một thân ở giữa giấy origami, bao gồm một cuộn dây điện từ (cuộn dây hoạt động như một nam châm khi có dòng điện chạy qua nó) và hai nam châm nhỏ. Bốn thanh sợi carbon có bản lề gắn thân vào các cạnh của cấu trúc. Khi một xung dòng điện được đặt vào cuộn dây điện từ, nó sẽ đẩy các nam châm về phía nhau, làm cho cấu trúc chuyển thành hình dạng thay thế.
Tất cả những gì nó cần là một chút năng lượng, vừa đủ để đặt các nam châm ở khoảng cách phù hợp với nhau để lực từ hoạt động, Gollakota nói. Có một dãy pin mặt trời mỏng, nhẹ để thu năng lượng, năng lượng này được lưu trữ trong một tụ điện nhỏ. Mạch được chế tạo trực tiếp trên cấu trúc origami có thể gập lại và cũng bao gồm bộ vi điều khiển, bộ hẹn giờ, bộ thu Bluetooth cũng như cảm biến áp suất và nhiệt độ.
Iyer cho biết thêm: “Chúng tôi có thể lập trình những thứ này để kích hoạt sự thay đổi hình dạng dựa trên bất kỳ thứ nào trong số này – sau một thời gian cố định, khi chúng tôi gửi cho nó tín hiệu vô tuyến hoặc ở độ cao [hoặc nhiệt độ] mà thiết bị này phát hiện được”. Cấu trúc origami có thể phân đôi được, nghĩa là nó không cần bất kỳ năng lượng nào để duy trì hình dạng sau khi chuyển đổi.
Các nhà nghiên cứu cho biết thiết kế của họ có thể được mở rộng để kết hợp các cảm biến cho nhiều ứng dụng giám sát môi trường. Iyer nói: “Hãy coi những tờ rơi nhỏ này như một nền tảng cảm biến để đo các điều kiện môi trường, như nhiệt độ, ánh sáng và những thứ khác, [và] chúng thay đổi như thế nào trong bầu khí quyển”. Hoặc họ có thể triển khai các cảm biến trên mặt đất cho những hoạt động như nông nghiệp kỹ thuật số, nghiên cứu liên quan đến biến đổi khí hậu và theo dõi cháy rừng.
Trong nguyên mẫu hiện tại của họ, các vi điều khiển chỉ thay đổi hình dạng theo một hướng, nhưng các nhà nghiên cứu muốn làm cho chúng chuyển đổi theo cả hai hướng, để có thể chuyển đổi hai trạng thái và kiểm soát quỹ đạo tốt hơn nữa. Họ cũng tưởng tượng ra một đàn phi cơ siêu nhỏ giao tiếp với nhau, kiểm soát hành vi của chúng và tự tổ chức cách chúng rơi xuống và phân tán.
Bài viết được sao chép trên trang web:https://spectrum.ieee.org/topic/robotics/#toggle-gdpr
Vui lòng nhấp vào liên kết bên dưới để đọc thêm:
Robot: Cầu nối AI với thế giới vật chất
Reeman Robotics và tương lai của an ninh mạng: Phản ứng trước cuộc tấn công mạng của ICC
Bạn có muốn biết thêm về robot:https://deliveryrobotic.com/
robot,robot,reeman ,ai,robot giao hàng,robot giao hàng tự động,nhà máy,xử lý,robot xử lý,robot agv,khung gầm robot,robot di động,robot di động tự động,khung gầm rô-bốt di động,agv,AMR ,robot AMR,robot hậu cần,xử lý robot, khung gầm agv, robot giao hàng trọn gói, robot giao hàng tại nhà máy, robot giao hàng tại xưởng, robot vận chuyển, robot khuân vác, robot giao hàng tạp hóa, robot xe đẩy, robot giao hàng phụ tùng, robot kho bãi, giao hàng không người lái, robot giao tài liệu, robot giao hàng chuyển phát nhanh, văn phòng robot giao hàng, nhà máy chế biến thực phẩm, nhà máy kỹ thuật số, nhà máy may mặc