受蜜蜂启发的飞行机器人通过倾斜的翅膀获得偏航控制能力

受蜜蜂启发的飞行机器人通过倾斜的翅膀获得偏航控制能力什么是偏航轴?如果你想象一架飞机有一条垂直轴,上下贯穿其重心,偏航描述了其机头相对于该轴的横向运动。当你在办公椅上来回扭动时,你是在椅子的偏航轴上旋转。在扑翼MAV(微型飞行器)上,沿着这个轴线的运动一直很难控制。因此,这些微小的无人机在整个飞行过程中通常只朝向一个方向。不过,在以前研究的基础上,NéstorO.Pérez-Arancibia教授和华盛顿州立大学的同事们创造了一个受蜜蜂启发的机器人/无人机,可以"做扭转"。该设备被称为"Bee++",它有四个由碳纤维和胶布制成的翅膀,每个翅膀都由一个单独的执行装置操作。为了改变MAV的俯仰(机头向上或向下),前翼的扇动速度与后翼不同。而为了使它向一侧或另一侧滚动(同时仍面向正前方),左翼和右翼又会以不同的速度拍打。通过增加左前翼和右后翼,或右前翼和左后翼的拍打速度来实现向左或向右偏航--增加的幅度从每秒100次到160次。重要的是,相对于机器人的身体,前翼在一个方向上倾斜,而后翼则在相反方向上倾斜。研究报告的共同作者RyanBena告诉我们:"通过将两个翅膀安装在一个特定的角度,另外两个翅膀安装在相同的角度,但向相反的方向倾斜,当所有四个翅膀以相同的速度拍打时,力和扭矩抵消,净扭矩为零。然而,当我们想产生一个偏航扭矩时,我们只需独立地改变每个翅膀的拍打速度,使净扭矩不再为零。"希望类似Bee++的无人机最终能在狭小空间的搜救侦察、环境监测、甚至农作物的人工授粉等应用中找到用途。有关这项研究的论文最近发表在《电气和电子工程师协会机器人学期刊》(IEEETransactionsonRobotics)上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363161.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1363161.htm

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特斯拉展示 Optimus 第二代人形机器人:速度提升 30%,身体控制能力更强

特斯拉CEO马斯克今日发布了其人形机器人Optimus的新一代原型机OptimusGen2的最新视频,视频中披露,Optimus第二代机器人将于2023年12月发布,与上一代相比,OptimusGen2在各方面都得到了显著的改进。OptimusGen2的改进包括:采用了全部由特斯拉自主设计和制造的执行器和传感器;整体外观设计更加精细;行走速度提高了30%;重量减轻了10公斤,同时平衡感和身体控制能力得到改善,视频中演示了其做深蹲的动作;配备了全新的双手,能够抓握更重的物体并进行更加精细的操作。特斯拉表示,OptimusGen2将首先应用于其制造工厂,一旦其实用性得到验证,公司将开始销售该机器人。特斯拉CEO埃隆・马斯克此前曾表示,Optimus被严重低估了,其需求可能会达到100亿至200亿台,并“自信地预测”Optimus将占到特斯拉长期价值的大部分。via匿名标签:#特斯拉#Optimus频道:@GodlyNews1投稿:@GodlyNewsBot

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受昆虫启发的机器人瘦得可以穿过缝隙

受昆虫启发的机器人瘦得可以穿过缝隙CLARI是"顺应腿关节机器人昆虫"的首字母缩写,由科罗拉多大学博尔德分校工程学博士生海科-卡布茨(HeikoKabutz)领导的团队创造。他与该大学的副教授考希克-贾亚拉姆(KaushikJayaram)合作,后者曾创造了一种受蟑螂启发的机器人,这种机器人能将自己压扁,以便挤过垂直缝隙。CLARI的四条腿身体大约有一块寿司卷那么大,从上面看大致呈正方形,由机器人柔性外皮连接的四个部分组成。每个部分都有一条腿,并配有独立的电路板和双驱动装置,可前后或左右移动。这意味着每条腿都可以独立运行。在空旷的地面上移动时,CLARI会保持默认的方形,以获得最佳的速度和稳定性。不过,如果遇到太窄的缝隙,无法以这种形状通过,它可以重新配置成更长、更窄的形状。就具体数字而言,机器人方形时宽约34毫米(1.3英寸),窄形时仅宽21毫米(0.8英寸)。虽然当前版本的CLARI是通过硬接线连接到电源和控制源上的,但人们希望它的后代将由电池供电,并配备传感器,使它们能够在复杂的环境中自主前进。科学家们还希望将这些机器人做得更小,但配备更多的腿,以提高机动性。卡布兹说:"当我们试图抓住一只昆虫时,它们可能会消失在缝隙中。但是,如果我们的机器人具有蜘蛛或苍蝇的能力,我们就可以添加摄像头或传感器,现在我们就可以开始探索以前无法进入的空间了。"关于CLARI的论文最近发表在《先进智能系统》杂志上。您可以在以下视频中看到该机器人的实际操作。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380917.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1380917.htm

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华为公布飞行机器人发明专利 四个维度自由移动

华为公布飞行机器人发明专利四个维度自由移动专利摘要显示,本申请提供一种飞行机器人包括气囊和围绕气囊设置的四个第一推进器。当气囊内充入了气体,设定X轴、Y轴、Z轴的三维坐标轴,Z轴的方向为气囊的高度方向。第一推进器连接气囊。四个第一推进器连接气囊的位置位于X轴与Y轴界定的一个平面内。每相邻的两个第一推进器为相对于X轴或Y轴对称设置。沿X轴对称设置的两个第一推进器产生的两个推力的方向相对于X轴对称,且均不平行且不垂直所述X轴。沿Y轴对称设置的两个第一推进器产生的两个推力的方向相对于Y轴对称,且均不平行且不垂直所述Y轴。通过在气囊的外围设置特定的推进器布置方式,可实现飞行机器人的水平方向的前后左右四个维度的自由移动以及围绕Z轴的转动。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425774.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1425774.htm

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研究人员受安第斯秃鹰启发改造风力涡轮机将发电量提高了10%加拿大阿尔伯塔大学(UniversityofAlberta)机械工程系的研究人员研究了在风力涡轮机叶片上安装受兀鹰启发的小翼是否也能减少阻力并增加能量生产。风力涡轮机叶片利用空气动力学原理提取风能,并将其转化为电能。但是,如果我们要依靠清洁、可持续的能源生产,就必须确保它们尽可能多地产生能量。通常降低风力发电机效率的是升力产生的诱导阻力。当叶片穿过空气时,其顶部(吸气侧)会形成一个气压较低的区域。叶片下方(压力侧)的高压空气会与上方的低压区域寻求平衡,从而形成叶尖涡流,空气从叶片顶端呈螺旋状流出。涡流使气流向下偏转(下冲),产生诱导阻力。虽然大多数现代飞机都通过使用小翼来减少叶尖涡流的影响,从而降低诱导阻力,但在风能产业中的应用仍处于起步阶段。对装有小翼的风力涡轮机进行的研究表明,小翼可以提高发电量,但其代价往往是延长叶尖,因此很难确定这种改进是直接归功于小翼,还是增加了叶片的润湿面积,即与外部气流接触的面积。为了澄清这个问题,阿尔伯塔大学的研究人员求助于加拿大工业设计公司BiomeRenewables,该公司通过模仿自然创造清洁能源产品,并根据秃鹰的翅膀设计了小翼。Biome为"秃鹰项目"开发了受生物启发的小翼。它长17.6英尺(5.35米),设计用于在生产后加装到风力涡轮机的叶片翼尖上。研究人员利用计算机模拟确定了在样本风力涡轮机上加装Biome翼片对其发电量的影响。BiomeRenewables的秃鹰灵感小翼RahnamayBahambaryetal.CCBY-NC-ND4.0他们发现,增加小翼后,沿叶片跨度方向的吸力面和压力面之间的压力差增大,这反过来又增加了涡轮机的扭矩(绕轴的旋转力)和发电量。发电量平均增加了10%,研究人员认为这归因于小翼引起的空气动力变化,而不仅仅是叶片扫掠面积的增加。尾流研究和发电量的结果表明,这种生物启发设计可以提高风力涡轮机的发电量。该研究发表在《能源》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426062.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1426062.htm

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受蝗虫启发的微型机器人有望成为跳远冠军

受蝗虫启发的微型机器人有望成为跳远冠军跳高机器人采用了一种受叩头虫启发而设计的装置,其中一个微型线圈致动器拉动一个梁状机构。随着致动器被逐渐拧紧,它导致机械装置逐渐弯曲并储存弹性能量。一旦机构达到某个临界点,所有能量就会突然释放并放大,将机器人向上抛出。新型跳远机器人也采用了类似的系统,不过其灵感来自另一种昆虫-蝗虫的后腿。该装置的核心是一个三维打印的弹性四杆连杆,它通过一个盘绕的致动器(后者由热处理尼龙鱼线制成)的扭转获得预载。一旦释放出储存的弹性能量,机器人就会在垂直和水平方向上跳跃,其水平距离远远超过受"叩头虫"启发的前辈们。托菲克及其同事制造并测试了108个这样的机器人,其中最小的仅重0.216克,却能跳跃60倍于其身体长度的距离。希望有一天,这些机器人的后代能够使用电池供电,配备传感器,应用于农作物监测或机械内部检查等领域。"据我所知,这是第一次有人展示昆虫级机器人的长距离跳跃能力,"托菲克说。"这意义重大,因为它赋予了机器人有计划的机动性,现在它可以从A地跳到B地,穿越比它自身大小还要崎岖的地形。"您可以在下面的视频中看到其中一个机器人的行动。有关这项研究的论文最近发表在《智能材料与结构》(SmartMaterialsandStructures)杂志上。相关文章:微型机器人模仿叩头虫可轻易跳过障碍物...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396953.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1396953.htm

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研究人员制作出史上最快的游泳软体机器人“Butterfly bots”

研究人员制作出史上最快的游泳软体机器人“Butterflybots”"迄今为止,游泳软体机器人的游泳速度还不能超过每秒一个身位,但是海洋动物--比如蝠鲼--能够游得更快,而且效率更高,"关于这项工作的论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程系副教授JieYin说。"我们想借鉴这些动物的生物力学,看看我们是否能开发出更快、更节能的软体机器人。我们开发的原型工作得特别好。"受蝠鲼生物力学的启发,北卡罗来纳州立大学的研究人员已经开发出一种节能的软体机器人,其游泳速度比以前的游泳软体机器人快四倍以上。这些机器人被称为"蝴蝶机器人",因为它们的游泳动作类似于人在进行蝶泳时手臂的运动方式。研究人员开发了两种类型的蝴蝶机器人。一种是专门为速度而设计的,能够达到每秒3.74个身位的平均速度。第二种被设计成高度机动性,能够向右或向左急转。这个可操作的原型能够达到每秒1.7个身位的速度。"研究空气动力学和生物力学的研究人员使用一种叫做斯特劳哈尔数(Strouhal)的概念来评估飞行和游泳动物的能量效率,"该论文的第一作者、北卡罗来纳州立大学的新近博士毕业生YindingChi说。"当动物游泳或飞行时,Strouhal数在0.2和0.4之间,推进效率达到峰值。我们的两个蝴蝶机器人的Strouhal数都在这个范围内。"蝴蝶机器人的游泳动力来自它们的翅膀,它们的翅膀是"双稳态的",这意味着翅膀有两种稳定状态。翅膀类似于一个扣式发夹,发夹在两种状态下都可以保持稳定的,在施加一定量的能量(通过弯曲它)之前和之后,当能量达到临界点时,发夹就会稳定地形成两种不同的形状。在蝴蝶机器人中,受发夹启发的双稳态翅膀被连接到一个柔软的硅胶体上。用户通过将空气注入软体内部的腔室来控制翅膀在两种稳定状态之间的切换。当这些腔室充气和放气时,机身就会上下弯曲--迫使机翼随之来回摆动。"以前开发扑翼机器人的大多数尝试都集中在使用电机直接向双翼提供动力。我们的方法使用双稳态翼,通过移动中心体被动地驱动。这是一个重要的区别,因为它允许简化设计,从而降低了重量"。研究人员表示。更快的蝴蝶机器人只有一个"驱动单元",这使得它虽然游速非常快,但很难向左或向右转弯。可操控的蝴蝶机器人本质上有两个驱动单元,它们并排连接。这种设计允许用户操纵两边的翅膀,或者只"扇动"一个翅膀,这就是使它能够进行急转弯的原因。"这项工作是一个令人兴奋的概念证明,但它有局限性,"研究人员称,"最明显的是,目前的原型被细长的管子拴住了,这是我们用来将空气泵入中央机构的。我们目前正在努力开发一个无拴的、自主的版本。"这篇题为"高速高效、类似蝶泳的软体游泳器的系留"的论文将于11月18日发表在开放获取的《科学进展》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333247.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1333247.htm

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