или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

В MIT разрабатывают беспилотники способные летать и плавать под водой (+видео)

schedule 03.07.2015 в 06:07 link MIT беспилотники БПЛА БПВС
Многофункциональные роботы полезны тем, что они могут работать на различных типах местности. Отдельного рассмотрения стоят некоторые концепты роботов, которые могут летать по воздуху и плавать в воде с помощью крыльев и водных струй, - сообщает Robotics.ua.

Первый рассматриваемый нами проект называется «Инновационная концепция крыльев для воздушных и наводных целей», представленный учеными Jacob S. Izraelevitz и Michael S. Triantafyllou из Массачусетского технологического института. Авторы отмечают, что есть несколько видов птиц, которые довольно хорошо справляются как с полетом, так и плаванием. Это бакланы и буревестники.



Биовдохновленные крылья

Мы уже видели много летающих роботов с крыльями и роботов, которые используют ласты, чтобы двигаться под водой, но смешивание этих двух вещей сложно, потому что вы не можете оптимизировать используемые статические поверхности для полета и плавания. Идея исследователей из Массачусетского технологического института заключается в том, чтобы разбить крыло на две части, с активным контролем угла действия на внешней половине крыла. Позволяя крылу вращаться, тяга может быть создана в обратном направлении (для воды) или вниз (для полета).

Схемы ниже показывают наглядно этот принцип:



Cравнение движений вперед (A) и назад (B). Различные животные способны изменять направление силы воды, обозначенное красным цветом, за счет изменения угла βпо отношению к встречному течению.

Концепция дизайна крыла: вид аппарата сверху (А), воздушная конфигурация (B), и водная конфигурация (С).



Вот как авторы объясняют принцип изменения угла при движении крыла:

В воздухе (изображение b) аппарат летит без изменений угла, активируя площадь крыла от фюзеляжа к середине пролета. Во время движения внизу гол смещается и повышает подъемную силу обеих частей крыла. Движение внешнего крыла при соответствующей качке обеспечивает тягу.

Работая под водой (изображение с), площадь крыла с фюзеляжем в середине пролета отмечается поворотом угла всего аппарата к нулю. Внешнее крыло по-прежнему обеспечивает тягу, следуя траектории подобно черепахе во время хода поршня вниз.

Эксперименты с прототипом показали производительность аппарата под водой и достаточную эффективность поддержки веса в воздухе. Но ещё остается много задач для оптимизации. Даже с крыльями, которые хорошо работают как в воде, так и в полете, переход между двумя режимами по-прежнему остается проблемой. Но этот вопрос может быть разрешим путем добавления больше энергии.

Ещё один проект

Концепция погружения робота подводу была представлена в проекте AquaMAV, описанном в другом докладе «A Water Jet Thruster for an Aquatic Micro Air Vehicle» ученых Robert Siddall и Mirko Kovac из Имперского колледжа в Лондоне.



AquaMAV делает контролируемую аварийную посадку на воду, а затем использует реактивное подруливающее устройство, чтобы взлететь в воздух снова. Аппарат может действовать в условиях ограниченного пространства или при больших волнах, что делает его гораздо более универсальным, чем гидросамолеты, которые нуждаются в чем-то аналогичном взлетно-посадочной полосе.
AquaMAV может погрузиться в изолированную область воды, где он мог бы собрать образцы воды и видео подводного мира. Затем аппарат может выполнить короткий взлет, и вернуться к его базе, предоставив собранные образцы и данные для анализа. Это позволит быстрое целевое реагирование на чрезвычайные ситуации, такие как пострадавшее судно или цунами, где обычные наводные роботы бессильны.

Водоструйный двигатель

Идея водоструйного двигателя является новой в его применении к такому роду робототехники. Чтобы получить струю воды для работы робота, исследователи разработали 40-граммовое подруливающее устройство, питаемое от жидкого СО2, способное запускать 70-граммовый аппарат на скорости 11 м / с.

Для того чтобы применить подруливающее устройство, суперконденсаторы с памятью формы приводят в действие клапан на резервуаре CO2, и газ выходит через цилиндр, который открыт на другом конце. При погружении цилиндр заполняется водой, которая служит реакцией, чтобы запустить двигатель. Ученые провели достаточно тестов, чтобы доказать, что эта система, безусловно, обеспечивает достаточно тяги для выхождения аппарата из воды.

Оба из этих проектов готовы к практическому развертыванию, но ни один из них пока не выполнен на уровне компонентов. По информации robotics.ua, в будущем идея будет заключаться в том, что такие транспортные средства могут быть использованы для морских исследований, к примеру, для забора проб воды из океана на больших площадях. Есть много надводных и подводных роботов, которые уже могут это делать, но большинство из них перемещаются довольно медленно, так что плавающие и летающие роботы выглядят перспективной идеей для ускорения сбора морских данных.

Данные проекты были представлены на Международной конференции по робототехнике и автоматизации ICRA 2015 в Сиэтле, штат Вашингтон.

Видео

Комментарии: