ศึกษาเกี่ยวกับผึ้ง

ด้วยปีกทั้งสี่ที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์และเส้นใยไมลาร์ รวมทั้งแอคชูเอเตอร์น้ำหนักเบาสี่ตัวเพื่อควบคุมปีกแต่ละข้าง ต้นแบบ Bee ++จึงเป็นรุ่นแรกที่บินได้อย่างเสถียรในทุกทิศทาง ซึ่งรวมถึงการเคลื่อนไหวบิดตัวที่ยุ่งยากซึ่งเรียกว่าการหันเห โดย Bee ++สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างเต็มที่ถึง 6 องศาของการเคลื่อนไหวอิสระที่แมลงบินทั่วไปแสดง นำโดยNéstor O. Pérez-Arancibia รองศาสตราจารย์ Flaherty จาก School of Mechanical and Materials Engineering ของ WSU นักวิจัยรายงานเกี่ยวกับงานของพวกเขาในวารสารIEEE Transactions on Robotics Pérez-Arancibia จะนำเสนอผลงานในการประชุมนานาชาติด้านวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติของ IEEE ในปลายเดือนนี้ Pérez-Arancibia กล่าวว่านักวิจัยได้พยายามพัฒนาแมลงบินเทียมมานานกว่า 30 ปี สักวันหนึ่งพวกมันอาจนำไปใช้กับงานหลายๆ อย่าง รวมถึงการผสมเกสรเทียม การค้นหาและช่วยเหลือในพื้นที่จำกัด การวิจัยทางชีววิทยา หรือการตรวจสอบสิ่งแวดล้อม รวมถึงในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตร แต่เพียงแค่ให้หุ่นยนต์ตัวเล็กบินขึ้นและลงจอดได้ จำเป็นต้องมีการพัฒนาตัวควบคุมที่ทำหน้าที่เหมือนกับสมองของแมลง "มันเป็นการผสมผสานระหว่างการออกแบบและการควบคุมหุ่นยนต์" เขากล่าว "การควบคุมนั้นต้องใช้คณิตศาสตร์สูง และคุณออกแบบสมองเทียมขึ้นมา บางคนเรียกมันว่าเทคโนโลยีที่ซ่อนอยู่ แต่ถ้าไม่มีสมองธรรมดาๆ ในตอนแรกนักวิจัยได้พัฒนาหุ่นยนต์ ผึ้ง สองปีก แต่มันถูกจำกัดในการเคลื่อนไหว ในปี 2019 Pérez-Arancibia และนักศึกษาระดับปริญญาเอกสองคนได้สร้างหุ่นยนต์สี่ปีกที่มีน้ำหนักเบาพอที่จะบินขึ้นเป็นครั้งแรก ในการซ้อมรบสองครั้งที่เรียกว่าการขว้างหรือการกลิ้ง นักวิจัยทำให้ปีกด้านหน้ากระพือในลักษณะที่แตกต่างจากปีกด้านหลังสำหรับการขว้าง และปีกด้านขวากระพือในลักษณะที่แตกต่างจากปีกด้านซ้ายสำหรับการกลิ้ง ทำให้เกิดแรงบิดที่หมุนหุ่นยนต์ไปรอบๆ แกนนอนหลักสองแกนของมัน แต่ความสามารถในการควบคุมท่าทางการหันเหที่ซับซ้อนนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง เขากล่าว หากไม่มีหุ่นยนต์ หุ่นยนต์จะหลุดออกจากการควบคุม ไม่สามารถโฟกัสไปที่จุดใดจุดหนึ่งได้ จากนั้นพวกเขาก็พัง “ถ้าคุณควบคุมการหันเหไม่ได้ แสดงว่าคุณถูกจำกัดอย่างมาก” เขากล่าว "ถ้าคุณเป็นผึ้ง นี่คือดอกไม้ แต่ถ้าคุณไม่สามารถควบคุมการหันเหได้ คุณก็จะหมุนตลอดเวลาเมื่อคุณพยายามที่จะไปถึงที่นั่น" การเคลื่อนไหวทุกองศาก็มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการหลบหลีกหรือติดตามวัตถุ "ระบบไม่เสถียรอย่างมาก และปัญหาก็หนักมาก" เขากล่าว "เป็นเวลาหลายปีที่ผู้คนมีความคิดเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับวิธีควบคุมการหันเห แต่ไม่มีใครสามารถทำได้เนื่องจากข้อจำกัดในการกระตุ้น" เพื่อให้หุ่นยนต์ของพวกเขาบิดในลักษณะที่ควบคุมได้ นักวิจัยใช้สัญญาณจากแมลงและขยับปีกเพื่อให้พวกมันกระพือปีกในระนาบมุม พวกเขายังเพิ่มจำนวนครั้งต่อวินาทีที่หุ่นยนต์สามารถกระพือปีกได้ จาก 100 เป็น 160 ครั้งต่อวินาที “ส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหาคือการออกแบบทางกายภาพของหุ่นยนต์ และเรายังได้คิดค้นการออกแบบใหม่สำหรับตัวควบคุม ซึ่งเป็นสมองที่บอกให้หุ่นยนต์รู้ว่าต้องทำอะไร” เขากล่าว ด้วยน้ำหนัก 95 มก. ปีกกว้าง 33 มม. Bee ++ยังใหญ่กว่าผึ้งจริงซึ่งหนักประมาณ 10 มก. ต่างจากแมลงจริงตรงที่มันสามารถบินได้เองครั้งละประมาณห้านาทีเท่านั้น ดังนั้นมันจึงถูกล่ามไว้กับแหล่งพลังงานผ่านสายเคเบิลเป็นส่วนใหญ่ นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อพัฒนาหุ่นยนต์แมลงประเภทอื่นๆ รวมถึงโปรแกรมรวบรวมข้อมูลและเครื่องสไตรเดอร์น้ำ