Naukowcy z Uniwersytetu Cincinnati opracowali drona z poruszającymi się skrzydłami, który potrafi autonomicznie śledzić i zawisać nad poruszającym się źródłem światła – niczym ćma przy lampie. Projekt prowadzony przez dr. Sameha Eisę i jego studentów z Wydziału Inżynierii Lotniczej skupia się na tworzeniu niezwykle efektywnych systemów lotu, które mogą być skalowane do zastosowań w dyskretnej obserwacji.
Podobnie jak ćmy, dron potrafi wykonywać precyzyjne korekty, by utrzymać określoną odległość od światła, choćby jeżeli ono się porusza. Dzięki temu urządzenie nie potrzebuje skomplikowanej sztucznej inteligencji ani GPS – wystarczy system sprzężenia zwrotnego, który działa w czasie rzeczywistym.
Jak to działa? Extremum-seeking w praktyce
Zespół badaczy opisał w czasopiśmie Physical Review E, iż owady unoszące się w miejscu wykorzystują coś w rodzaju systemów sprzężenia zwrotnego extremum-seeking. Mechanizm ten pozwala dronowi na automatyczne dostosowywanie lotu poprzez kontrolę częstotliwości uderzeń skrzydeł, bez konieczności stosowania złożonych modeli czy obliczeń.
Dron potrafi sterować ruchem skrzydeł tak, by kontrolować przechylenie, pochylenie i obrót. Ruch skrzydeł jest tak szybki, iż wygląda jak rozmazanie podobne do skrzydeł kolibra. System stale analizuje efektywność lotu, korygując kurs w czasie rzeczywistym, co pozwala utrzymać stabilny lot choćby przy subtelnych wahaniach w powietrzu.
Lot niczym ćma czy koliber
Dron idealnie odwzorowuje ruchy różnych owadów i ptaków, takich jak ćmy, trzmiele, ważki, muchówki czy kolibry. Jego skrzydła poruszają się w unikalnym ruchu ósemkowym, co zapewnia maksymalny wznos i manewrowość zarówno w dół, jak i w górę. Jak podkreśla dr Eisa, badania nie tylko pokazują potencjał nowych autonomicznych dronów, ale również mogą wyjaśniać, jak owady osiągają tak imponującą zwinność przy minimalnej ilości mózgowej masy – wielkości ziarna pyłku.
Zespół badaczy zwraca uwagę, iż taka technologia może zrewolucjonizować projektowanie mikro-dronów do celów obserwacyjnych, a także wpłynąć na nasze rozumienie biomechaniki lotu owadów. jeżeli mechanizm extremum-seeking jest powszechnie wykorzystywany w naturze, może tłumaczyć niezwykłą zręczność małych stworzeń w powietrzu.
Źródło: techxplore, zdjęcie otwierające StillWorld, Pixabay
