Ein Team von Robotik-Ingenieuren an der ASU hat einen einzigartigen Quadrocopter – den SoBAR – mit einem aufblasbaren Rahmen und einem neuen Griff für Crash-Resistenz entwickelt.
Für Notfallteams ist es entscheidend, schnell Lücken oder Öffnungen in den Gebäudetrümmern zu finden, in denen Personen möglicherweise eingeschlossen sein könnten. Hightech-Werkzeuge wie Wärmebildgeräte und empfindliche Abhörgeräte können verwendet werden, um Lebenszeichen zu erkennen. Kleine Luftdrohnen können auch verwendet werden, um schwer zugängliche Bereiche zu vermessen. Die Zerbrechlichkeit moderner Strukturen macht sie jedoch anfällig für Beschädigungen, was ihre Verwendung einschränkt.
Ein Team von Robotikern der Arizona State University hat einen einzigartigen Quadcopter mit aufblasbarem Rahmen entwickelt und getestet. Einzigartig ist, dass seine Steifigkeit angepasst werden kann, um Stöße bei unerwarteten Kollisionen zu absorbieren und sich von ungeplanten Stößen und Stößen zu erholen.
Der Fokus sollte sich von der Vermeidung des Kontakts mit der Umwelt verlagern, sagte Professor Wenlong Zhang. Er argumentiert, dass Drohnen, damit sie eine Vielzahl von Aufgaben erfüllen können, in der Lage sein müssen, physisch mit ihrer Umgebung zu interagieren. Darüber hinaus bietet der weiche Körper die Materialnachgiebigkeit, die für dynamische Manöver wie die Landung auf instabilen Objekten erforderlich ist, sowie Stoßdämpfung für Aufprallschutz. „Wir haben eine ‚weiche‘ Drohne entwickelt, deren Chassis aus aufblasbaren Trägern besteht“, sagte Zhang in einem Interview mit IE. Im Artikel des Teams heißt es SoBAR – ein Flugroboter mit weichem Körper. "Indem wir die Luftmenge im Aktuator steuern, können wir die Steifigkeit des Fahrgestells anpassen, um einen Aufprallwiderstand zu erreichen", fügte er hinzu. „Darüber hinaus haben wir einen aufblasbaren Balken mit einem ‚bistabilen‘ Material integriert, um einen Griff zu entwerfen, der es der Drohne ermöglichen würde, ohne Energieaufwand auf Objekten zu landen.“
Bistabilität bezieht sich auf die Fähigkeit einer Falle, in zwei Ruhezuständen zu existieren, die keine Stromversorgung erfordern: offen und geschlossen. Nach der Landung schließt es sich schnell und haftet fest an Objekten verschiedener Formen und Größen.
„Unsere Drohne kann auf fast allem landen. Das bistabile Material bedeutet auch, dass kein Aktuator benötigt wird, um Kraft bereitzustellen, um es an Ort und Stelle zu halten. Es schließt einfach und bleibt so, ohne Energie zu verbrauchen“, erklärte Zhang in einer früheren Erklärung.
Dem Papier zufolge übernimmt der Griff der neuen Drohne diese Funktion des „Durchbiegens“, absorbiert Aufprallenergie und wandelt sie in eine geschlossene Griffform um. Sie sagen, dass es sich höchstens in etwa vier Millisekunden (ms) an verschiedene Größen und Formen anpassen kann. „Dann kann der Griff bei Bedarf pneumatisch eingefahren werden und die Drohne kann einfach abheben“, fügt Zhang hinzu. „Die Technologie, die das ermöglicht, sind Textilantriebe mit pneumatischem Antrieb. Unser Team hat in den letzten Jahren an Textilaktuatoren gearbeitet“, sagte er gegenüber IE.
Pneumatische Textilaktuatoren sind weiche Robotergeräte, die Druckluft verwenden, um Bewegung in Textilmaterialien zu erzeugen. Sie werden hergestellt, indem textile Materialien wie Gewebe oder Fasern mit pneumatischen Systemen kombiniert werden, die das Material aufblasen oder entleeren können, um Bewegung zu erreichen.
Das Forschungsteam behauptet, dass es (nach seinem Wissen) das erste ist, das einen Multi-Rotor-Flugroboter entwickelt hat, der einen ausschließlich weichen, aufblasbaren Körper auf Stoffbasis verwendet, um seine Steifigkeit anzupassen und Stöße zu absorbieren.
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