Если внимательно приглядеться к ее полету, то стрекоза является удивительным насекомым. Стрекозы могут зависать в воздухе на месте, маневрировать во время полета в любом направлении, не изменяя направления своего тела, и планировать, держа свои крылья в неподвижном состоянии. Такие возможности стрекоз очень привлекают пристальное внимание исследователей-робототехников, но создание полноценного робота-стрекозы является достаточно сложной задачей и успешные попытки создания подобных роботов можно пересчитать буквально по пальцам. К такой успешной попытке можно отнести создание робота-стрекозы BionicOpter немецкой компанией Festo, компанией, деятельность которой лежит в областях автоматизации, электрики и пневматики. Следует отметить, что при создании робота BionicOpter специалисты компании Festo использовали множество технологий и приемов, которые в свое время легли в основу летающего реалистичного робота-чайки SmartBird.
Даже самые крупные представители вида Odonata, стрекоз Megaloprepus caerulatus, не идут ни в какое сравнение с роботом-стрекозой BionicOpter, размах крыльев которого составляет 63 сантиметра. Каждое из четырех крылев робота-насекомого имеет гибкий и прочный каркас из углеродистого волокна, покрытый полиэстеровой прозрачной пленкой. Благодаря конструкции крыло робота-насекомого без поломки может выдерживать изгиб на 90 градусов. Длина робота-стрекозы BionicOpter составляет 44 сантиметра. Его прочный и легкий корпус изготовлен из алюминиевых элементов, полиамида и терпополимера, особого вида пластика ABS. Благодаря этому вес корпуса робота составляет всего 175 грамм.
Управление роботом осуществляет микропроцессорная система на базе ARM-микроконтроллера. Эта система рассчитывает все параметры, касающиеся механического регулирования полета, используя данные от датчиков-акселерометров и гироскопов. А управляют всеми движениями специализированные малогабаритные электрические сервоприводы. Программное обеспечение микроконтроллера и электронные блоки отвечают за выполнение сложных последовательных движений робота, включая переменную частоту взмахов крыльев, которая изменяется в диапазоне от 15 до 20 Герц, амплитуду взмахов и угол наклона каждого крыла. Таким образом, оператору, управляющему полетом робота BionicOpter, требуется только сосредоточится на более высоком уровне управления, на управлении скоростью и направлением движения.
Все оборудование робота BionicOpter питается от двух литий-полимерных аккумуляторных батарей, а дистанционное управление осуществляется с помощью смартфона или другого мобильного электронного устройства, имеющего модуль цифрового передатчика Wi-Fi, работающего на частоте 2.4 ГГц.
Специальные приводы на базе нитевидных искусственных мускулов «nitinol» позволяют управлять движениями головы робота BionicOpter и хвоста робота-насекомого. Это служит для повышения стабильности полета и придает роботу еще большее сходство с живым насекомым. Благодаря уникальной двигательной системе, позаимствованной у живой природы, робот стрекоза не должен предварительно наклоняться при изменении направления движения, как это делает вертолет. Изменяя углы наклона крыльев, частоту и амплитуду их взмахов робот способен грациозно маневрировать, подниматься, опускаться, зависать на месте и даже летать в направлении, перпендикулярном оси его тела.
Источник:
