6/08/2013
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Siempre he estado fascinado por las aves. Para mí, ellos representan la belleza, la libertad, y una maravilla de diseño. Estoy envidioso de los observadores de aves. ¡Qué manía maravillosa! Observación de aves requiere paciencia y viajar a lugares exóticos donde las aves les gusta pasar el rato. Por desgracia, la paciencia no es mi fuerte. Además, en esta etapa de mi vida, no puedo viajar a lugares exóticos. Así que por ahora, me he comprometido y he conformado con la siguiente mejor cosa - crear y ver a mis propios "pájaros". Estoy interesado en la construcción de los pájaros robóticos, no los tipos que se parecen bastante en la plataforma, pero los que realmente pueden batir sus alas y volar.

Ocho años de experimentos me han enseñado que el diseño y construcción de los pájaros robóticos es difícil, a pesar de la aparente sencillez de la idea - alas solapa para generar empuje para propulsar hacia adelante y utilizar el aire en movimiento para generar la elevación de mantenerse a flote. Me alegro de que esto parecía engañosamente sencillo en un principio, de lo contrario nunca habría comenzado en este viaje aventurero. ¿Cuán difícil puede ser la construcción de dos alas y aletear utilizando un motor? Resulta ser bastante difícil si desea que el ave para volar realmente! Esto requiere de un largo proceso de ensayo y error debido a la ausencia de herramientas de simulación precisos. Muchos de los conceptos que se ven bien en el papel lleva a un espectacular accidente durante el vuelo de prueba, a menudo causando una herida mortal para el ave robot! Así iteraciones de diseño son dolorosamente lento.

Tuvimos el primer vuelo con éxito en 2007.  + Arvind Ananthanarayanan , Wojciech Bejgerowski, + Dominik Müller   fueron los principales arquitectos de esta hazaña. Hugh Bruck, mi colega de la facultad en la Universidad de Maryland, ofreció una valiosa ayuda en la evaluación del ala. Posteriormente Creamos tres más verd vuelo rsions con ideas similares. La última de esta serie se completó en 2010. John Gerdes jugó un papel importante en la construcción de la última versión de esta serie. Por favor, cl i ck aquí para ver los vídeos de estos "pájaros" en acción. Hemos sido capaces de poner una pequeña cámara de video en ellos y conseguir "vista de pájaro" de la. Hemos sido capaces de poner en marcha utilizando un pequeño robot suelo. Ellos fueron capaces de volar en vientos moderados de alrededor de 10 millas por hora. Como he mencionado antes, cada fallo de diseño llevó a un accidente fatal.

Pero para nuestra sorpresa, un diseño muy acertado también dio lugar a un accidente fatal para nuestros "pájaros" por una razón diferente. Un halcón se sintió amenazado por nuestro "pájaro" y lo rompió aparte en pleno vuelo en varias ocasiones! pájaros reales son capaces de controlar con precisión cada ala durante el vuelo, lo que les permite hacer todo tipo de maniobras acrobáticas. Esta ha sido una hazaña muy difícil de lograr en los robots de aves de inspiración. De hecho, los esfuerzos anteriores (incluyendo el nuestro se ha mencionado anteriormente) utilizan sólo simples movimiento de las alas donde ambas alas son impulsados ​​por un solo motor. Así que los movimientos de las dos alas se acoplan. Pequeños ajustes pueden hacerse en movimientos laterales utilizando pequeños accionadores secundarios. Sin embargo, dos alas no pueden moverse con total independencia. En el pasado, cualquier cambio importante en el movimiento de las alas debía llevarse a cabo al hacer un cambio de hardware en el suelo. Es evidente que esta limitada lo cerca un pájaro robótico llegó al pájaro real en términos de las características de vuelo.

Yo quería construir un pájaro con las alas completamente independientes que pueden programarse con los perfiles de movimiento arbitrarias. Hicimos un experimento preliminar hace cinco años, pero lamentablemente no tuvo éxito en ese momento. Así que dejó de lado la idea de unos años. Hugh Bruck y revivieron la idea de nuevo hace un año. Me complace informar de que por fin hemos tenido un gran avance la semana pasada. Los estudiantes responsables de este éxito son Eli Barnett, John Gerdes, Johannes Kempny, Ariel Pérez-Rosado, y Luke Roberts. Nuestro nuevo robot se basa fundamentalmente en un nuevo concepto de diseño. Lo llamamos Cuervo Robo. Cuenta con alas programables que pueden ser controladas de forma independiente. Ahora podemos programar cualquier patrón de movimiento deseados para las alas. Esto nos permite probar nuevas acrobacias aéreas durante los vuelos que no han sido posibles antes. Por ejemplo, ahora podemos bucear y rodar. Consulte belo w para el video de Robo Raven.

El nuevo diseño utiliza dos actuadores que se pueden sincronizar electrónicamente para conseguir una coordinación de movimiento entre las dos alas. El uso de dos accionadores requiere una batería más grande y un micro controlador de a bordo. Todo esto hace que nuestra sobrepeso pájaro robótico. Entonces, ¿cómo hacemos para Robo Raven "dieta" y bajar de peso? Se utilizó procesos de fabricación avanzados, tales como la impresión 3D y de corte por láser para crear piezas de plástico de peso ligero para reducir el peso. Sin embargo, esto por sí solo no era suficiente. Necesitábamos otros tres trucos para conseguir Robo cuervo volar.

En primer lugar, perfiles de movimiento ala programados que aseguraban que las alas de mantener la velocidad óptima durante el ciclo de la aleta para lograr el equilibrio adecuado entre la elevación y el empuje. En segundo lugar, hemos desarrollado un método para medir las fuerzas aerodinámicas generadas durante el ciclo del aleteo. Esto nos permitió evaluar rápidamente diferentes diseños de alas para seleccionar la mejor. Finalmente, tuvimos que realizar la optimización a nivel de sistema para asegurarse de que todos los componentes trabajados así como un sistema integrado. Robo Cuervo nos permitirá explorar nuevas acrobacias aéreas en vuelo.

También nos permitirá reproducir con mayor fidelidad los vuelos observados de aves que utilizan pájaros robóticos. Espero que este pájaro robótico también inspire a más gente a elegir "ave haciendo" como su afición! pájaros robóticos (es decir, batiendo las alas micro vehículos aéreos) se espera que ofrezcan avances en muchas aplicaciones diferentes, tales como la agricultura, la vigilancia y el monitoreo ambiental . Robo Raven es sólo el comienzo. Muchos desarrollos emocionantes por delante. T él ave exótica que se podrá encontrar en su próximo viaje a Hawaii en realidad podría ser un robot!





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