Полет насекомых-вдохновил на создание летающего робота, разработанного исследователями из Делфтского технологического университета в лаборатории (MAVLab), и представлен 14 сентября 2018 года. Эксперименты с этим первым автономным, свободно летающим и гибким роботом-насекомым, проходили в сотрудничестве с Wageningen University & Research, они улучшили наше понимание того, как фруктовые мухи могут совершать агрессивные и экстремальные маневры в воздушной среде. Помимо своего дальнейшего потенциала в области летных исследований насекомых,  летные качества робота открывают новые возможности в сфере развития технологии для Дронов.

Насекомые могут подлетать близко к цветку, но при этом избегать опасности столкновения, наверное каждый видел, как сложно поймать или убить надоедливую муху в комнате. Полет насекомых всегда привлекал внимание биологов, которые не только изучают их сложные модели движения крыльев и аэродинамику, но и их сенсорные и нейро-моторные системы во время таких экстремальных маневров. В последнее время насекомые и птицы также стали источником вдохновения для исследователей робототехники, которые пытаются разработать легкие летающие роботы, которые маневрены, энергоэффективны и даже масштабируемы до размеров насекомых.

Новый очень проворный летающий робот

Исследователи разработали нового летающего робота, вдохновленные полетами насекомых; до сих пор непревзойденный по своей производительности, и все же с простым и легким в производстве дизайном. Как и у летающих насекомых, крылья робота, делают взмахи 17 раз в секунду, что не только генерируют подъемную силу, необходимую для пребывания в воздухе, но и контролируют полет с помощью незначительных корректировок в движении крыла. Вдохновленные плодовыми мухами, механизмы управления робота оказались очень эффективными, позволяя ему не только парить на месте и летать в любом направлении, но и быть очень маневреным.

«Робот имеет максимальную скорость 25 км/ч и может даже выполнять агрессивные маневры, такие как 360-градусные сальто, напоминающие петли и бочки», — сообщает Мэтью Карасек, первый Автор исследования и главный дизайнер робота. «Кроме того, робот имеет параметры, такие как, 33-см размах крыльев и 29-грамм составляет его вес. Мощность батареи позволяет находится в полете 5 минут и преодолевать более 1 км расстояния на полностью заряженной батарее.’

Помимо этого, что он является новым автономным микро-дроном, летные характеристики робота в сочетании с его программируемостью также делают его хорошо подходящим для исследования полета насекомых. С этой целью Университет Дельфт начал сотрудничать с университетом Вагенингена. Когда я впервые увидел летающего робота, я был поражен тем, насколько сильно его полет напоминал полет насекомых, особенно при маневрировании. Я сразу же подумал, что мы могли бы использовать его для исследования управления полетом насекомых и их динамики», — говорит профессор Флориан Муйрэс из экспериментальной Зоологической группы Wageningen University & Research.

Маневры, выполняемые роботом, очень напоминали маневры, наблюдаемые плодовыми мухами. Робот даже смог продемонстрировать, как фруктовые мухи контролируют угол поворота, чтобы максимизировать их производительность. В отличие от экспериментов с насекомыми, мы полностью контролировали то, что происходило в «мозге» робота.»Это позволило нам определить и описать новый пассивный аэродинамический механизм, который помогает мухам, но, возможно, и другим летающим животным и насекомым, в управлении их полетами при быстрых поворотах и маневрах», — добавляет Карасек.

Потенциал для будущих применений робота-мухи

MAVLab разрабатывает летающих роботов, вдохновленный насекомыми, более 10 лет в рамках проекта DelFly. Научный руководитель MAVLab, профессор Гвидо де Крун, сообщает: «беспилотные летательные аппараты, летающие как насекомые, имеют высокий потенциал для новых применений, так как они легки, безопасны в полете и способны летать более эффективно, чем более традиционные конструкции Дронов, особенно в меньших масштабах. Тем не менее, до сих пор эти летающие роботы не реализовали этот потенциал, так как они не были достаточно маневренными, например, наш DelFly II требовали слишком сложного производственного процесса.»Робот в этом исследовании, названный DelFly Nimble, использует стандартные компоненты, и его летная проходимость достаточно высока, чтобы представлять интерес для реальных приложений.

Delfly Nimble будет доработан в рамках проекта TTW «as nimble as a bee», который представляет собой сотрудничество между Tu Delft и Wageningen University, финансируемое голландским научным фондом NWO.

Полет робота можно посмотреть ниже в видео: