ไม่ว่าพวกเขาจะโฉบไปรอบ ๆ เพื่อจับอาหารเย็นหรือแขวนคว่ำอย่างประณีตลงไปนอนค้างคาวเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความกล้าหาญ ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างหุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากสิ่งมีชีวิตที่บินได้เหล่านี้ ขนานนามว่า "ค้างคาวบอท" มันสามารถบินเลี้ยวและโฉบราวกับว่าเป็นชีวิตจริงในอาณาจักรสัตว์
ตั้งแต่อย่างน้อยเวลาของLeonardo da Vinciนักวิทยาศาสตร์ได้พยายามเลียนแบบวิธีการแสดงกายกรรมที่ค้างคาวหลบหลีกท้องฟ้า สักวันค้างคาวหุ่นยนต์สามารถช่วยส่งแพ็คเกจหรือตรวจสอบพื้นที่ตั้งแต่เขตภัยพิบัติไปจนถึงสถานที่ก่อสร้างนักวิจัยกล่าว
"เที่ยวบินค้างคาวเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ของหุ่นยนต์ทางอากาศ, "ผู้ร่วมเขียนการศึกษากล่าวว่าเร็ว-โจชุงวิศวกรหุ่นยนต์ของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียและนักวิทยาศาสตร์การวิจัยที่นาซ่าห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนเจ็ททั้งสองในพาซาดีนา -หุ่นยนต์ที่แปลกประหลาดที่สุด 6 ตัวที่เคยสร้างมา-
เรียนรู้จากสัตว์
ค้างคาวอาจมีปีกที่ซับซ้อนที่สุดในอาณาจักรสัตว์ด้วยข้อต่อมากกว่า 40 ข้อในปีกของพวกเขาที่ช่วยให้ความคล่องตัวที่ไม่มีใครเทียบในระหว่างการบินน่าจะเป็นไปได้ว่าพวกเขาจะสามารถติดตามเหยื่อแมลงที่ว่องไวได้อย่างเท่าเทียมกันนักวิจัยกล่าว
“ เมื่อใดก็ตามที่ฉันเห็นค้างคาวเปลี่ยนไปอย่างคมชัดหรือเกาะคว่ำด้วยการเคลื่อนไหวของปีกที่สง่างาม
งานก่อนหน้านี้ได้พัฒนาความหลากหลายของหุ่นยนต์บินแรงบันดาลใจทางชีวภาพจากแมลงและนก อย่างไรก็ตามความพยายามที่จะสร้างหุ่นยนต์ที่เลียนแบบค้างคาวได้รับความสำเร็จอย่าง จำกัด เนื่องจากความซับซ้อนของปีกค้างคาวเช่นข้อต่อจำนวนมากนักวิจัยกล่าว
ตอนนี้ชุงและเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนา "ค้างคาวบอท" หรือ B2 หุ่นยนต์ที่สามารถบินเลี้ยวและโฉบเหมือนค้างคาว จุดมุ่งหมายคือ "เพื่อสร้างหุ่นยนต์ที่ปลอดภัยประหยัดพลังงานและปีกนุ่ม ๆ " Chung กล่าวกับ Live Science
นักวิจัยกล่าวว่าหุ่นยนต์ค้างคาวก่อนหน้านี้ตามกายวิภาคของโครงกระดูกของสิ่งมีชีวิตที่บินได้เหล่านี้อย่างใกล้ชิดเกินไปส่งผลให้บอทที่มีขนาดใหญ่เกินกว่าจะบินได้ นักวิทยาศาสตร์คิดว่าส่วนประกอบใดเป็นกุญแจสำคัญในการตีปีกของค้างคาว-ไหล่ข้อศอกและข้อมือข้อต่อและด้านข้างของต้นขาของพวกเขา-และใช้เฉพาะในหุ่นยนต์ของพวกเขา
ในขณะที่ธรรมดาหุ่นยนต์ปีกกระพือปีกใช้ปีกแข็งที่ใช้แล้วบอทค้างคาวมีปีกบาง ๆ และยืดหยุ่น Seth Hutchinson วิศวกรหุ่นยนต์ของมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่ Urbana-champaign ในช่วงที่จังหวะลง "ปีกที่ยืดหยุ่นเต็มไปด้วยอากาศและที่ด้านล่างของการสืบทอดมันจะงอกลับเข้าที่และขับอากาศซึ่งสร้างการยกพิเศษ" เขาอธิบาย "นั่นทำให้เรามีเวลาเที่ยวบินเพิ่มเติม"
พบกับบอทค้างคาว
ปีกของค้างคาวบอททำจากกระดูกคาร์บอนไฟเบอร์และข้อต่อบอลและซ็อกเก็ตประกอบด้วยพลาสติกพิมพ์ 3 มิติทั้งหมดปกคลุมไปด้วยผิวที่นุ่มทนทาน, ultrathin, ผิวซิลิโคนหนาเพียง 56 ไมครอน (สำหรับการเปรียบเทียบผมของมนุษย์โดยเฉลี่ยมีความหนาประมาณ 100 ไมครอน)
หุ่นยนต์สะบัดปีกของมันสูงสุด 10 ครั้งต่อวินาทีโดยใช้ไมโครมอเตอร์ในกระดูกสันหลัง ค้างคาวบอทมีน้ำหนักเพียง 3.3 ออนซ์ (93 กรัม) และมีปีกประมาณ 18.5 นิ้ว (47 เซนติเมตร) - การวัดคล้ายกับค้างคาวผลไม้อียิปต์ Chung กล่าว
ในการทดลองบอทค้างคาวสามารถบินได้ด้วยความเร็วเฉลี่ย 18.37 ฟุตต่อวินาที (5.6 เมตรต่อวินาที) นอกจากนี้ยังสามารถหมุนได้อย่างรวดเร็วและดำน้ำตรงถึงความเร็ว 45.9 ฟุตต่อวินาที (14 m/s) ในขณะที่โฉบลง
นักวิจัยกล่าวว่าความนุ่มนวลและน้ำหนักเบาของหุ่นยนต์ทำให้ปลอดภัยสำหรับการใช้งานมนุษย์มากกว่าตัวอย่างเช่น quadrotorโดรนที่ได้รับความนิยมในเชิงพาณิชย์ ตัวอย่างเช่นบอทค้างคาวจะทำให้เกิดความเสียหายเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยหากมันเกิดขึ้นกับมนุษย์หรืออุปสรรคอื่น ๆ ในสภาพแวดล้อมพวกเขากล่าว ในทางตรงกันข้าม Quadrotors หมุนใบพัดของโรเตอร์ด้วยความเร็วสูงสูงถึง 18,000 รอบต่อนาทีซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการโต้ตอบที่เป็นอันตราย Chung กล่าว
“ ใบพัดโรเตอร์ความเร็วสูงของ Quadrotors และยานอื่น ๆ นั้นไม่ปลอดภัยสำหรับมนุษย์” Chung กล่าว "บอทค้างคาวของเราปลอดภัยกว่ามาก"
ธรรมชาติที่ปลอดภัยและคล่องตัวมากขึ้นของบอทค้างคาวสามารถเปิดใช้งานแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น Bat Bots สามารถทำหน้าที่เป็น "หุ่นยนต์บริการทางอากาศที่บ้านหรือในโรงพยาบาลเพื่อช่วยเหลือผู้สูงอายุหรือผู้พิการโดยการดึงวัตถุขนาดเล็กอย่างรวดเร็วถ่ายทอดเสียงและวิดีโอจากสถานที่ห่างไกลโดยไม่ต้องใช้กล้องหลายตัว
หุ่นยนต์มัลติทาสกิ้ง
แอปพลิเคชั่นที่มีศักยภาพอีกอย่างสำหรับบอทค้างคาวคือ "เพื่อควบคุมสถานที่ก่อสร้าง" ฮัทชินสันกล่าว “ ความต้องการระบบอัตโนมัติในการก่อสร้างผ่านความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และหุ่นยนต์ได้รับการเน้นโดย National Academy of Engineering ซึ่งเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ของวิศวกรรมในศตวรรษที่ 21” เขากล่าว
ธรรมชาติที่มีพลวัตและซับซ้อนของสถานที่ก่อสร้างได้ป้องกันการปรับใช้โซลูชั่นของหุ่นยนต์และอัตโนมัติบางส่วนเพื่อตรวจสอบพวกเขา “ การติดตามว่าอาคารนั้นถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างถูกต้องหรือไม่และในเวลาที่เหมาะสมนั้นเป็นปัญหาที่สำคัญหรือไม่และมันก็ไม่ใช่ปัญหาเล็กน้อย - เงินจำนวนมากถูกใช้ไปกับสิ่งนั้นในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง” ฮัทชินสันกล่าว แต่ Bat Bots สามารถ "บินไปรอบ ๆ ให้ความสนใจและเปรียบเทียบรูปแบบข้อมูลอาคารกับอาคารจริงที่กำลังสร้างขึ้น" เขากล่าวเสริม
บอทค้างคาวยังสามารถช่วยตรวจสอบเขตภัยพิบัติและพื้นที่อื่น ๆ "ตัวอย่างเช่นหุ่นยนต์ทางอากาศที่ติดตั้งเครื่องตรวจจับรังสีระบบกล้อง 3D และเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้นสามารถตรวจสอบบางอย่างเช่นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟูกูชิม่า [ในญี่ปุ่น] ที่ระดับรังสีสูงเกินไปสำหรับมนุษย์ "หุ่นยนต์ทางอากาศที่คล่องแคล่วเช่นนี้ซึ่งมีความอดทนในการบินนานขึ้นและระยะไกลกว่า quadrotors จะทำให้การปฏิวัติความก้าวหน้าในการติดตามและการกู้คืนโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญเช่นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กริดพลังงานสะพานและพรมแดน"
ยิ่งกว่านั้นบอทค้างคาวสามารถส่องแสงในความลึกลับของเที่ยวบินค้างคาว ปัจจุบันนักวิจัยวิเคราะห์ว่าค้างคาวบินไปด้วยวิดีโอได้อย่างไร แต่ด้วยบอทค้างคาวนักวิจัยสามารถพัฒนารูปแบบที่ดีกว่าของกองกำลังอากาศพลศาสตร์ที่ค้างคาวประสบการณ์ "นอกเหนือจากสิ่งที่สามารถสังเกตเห็นได้ด้วยดวงตา" ฮัทชินสันกล่าว
นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าค้างคาวบอทยังไม่สามารถพกพาวัตถุหนักได้ แต่ Bat Robotic Bat รุ่นในอนาคตอาจนำไปสู่ "การส่งมอบแพ็คเกจที่เปิดใช้งานเสียงพึมพำ" Chung กล่าว
การวิจัยในอนาคตสามารถบรรลุแง่มุมอื่น ๆ ของการบินค้างคาวเช่นการโฉบหรือเกาะอยู่ด้านขวาขึ้นหรือกลับหัวกลับหางนักวิจัยกล่าว การเกาะอยู่นั้นประหยัดพลังงานมากกว่าการโฉบ“ เนื่องจากการวางตัวอยู่กับที่เป็นเรื่องยากสำหรับ quadrotors ในที่ที่มีลมที่ไม่รุนแรงซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับสถานที่ก่อสร้าง” Chung กล่าว
นักวิทยาศาสตร์ให้รายละเอียดการค้นพบของพวกเขาทางออนไลน์ในวันนี้ (1 กุมภาพันธ์) ในวารสารวิทยาศาสตร์หุ่นยนต์-
บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
