شاهد روبوت بحجم الطائر الطنان يستخدم في أماكن لا تصلها الطائرات بدون طيار

70

صمم باحثون من جامعة Purdue روبوتات تطير وتتصرف مثل الطيور الطنانة, المدربة بواسطة خوارزميات “التعلم الآلي” على تقنيات الطيران المختلفة التي يستخدمها الطائر بشكل طبيعي كل يوم.

هذا يعني أنه بعد التعلم من عمليات المحاكاة, يعرف الروبوت كيفية التحرك من تلقاء نفسه مثل الطائر الطنان, مثل إجراء مناورة الهروب علي سبيل المثال.

الذكاء الإصطناعي, إلى جانب الأجنحة المرنة, تسمح أيضًا للروبوت بتعليم نفسه حيلًا جديدة. على الرغم من أن الروبوت لا يستطيع الرؤية حتى الآن, ولكنه يستشعر من خلال لمس الأسطح.

“يمكن للروبوت إنشاء خريطة دون رؤية محيطه. يمكن أن يكون ذلك مفيدًا في موقف يبحث فيه الروبوت عن الضحايا في مكان مظلم وهذا يعني استخدام عدد قليل من المستشعرات ليتمكن الروبوت من الرؤية”. كما قالت Xinyan Deng, أستاذ مشارك في البحث من قسم الهندسة الميكانيكية في Purdue.

سيقدم الباحثون أعمالهم في 20 مايو في مؤتمر IEEE الدولي لعام 2019 حول الروبوتات والأتمتة في مونتريال.

لا يمكن جعل الطائرات بدون طيار أصغر بدون قيود تحكمها, نظرًا للطريقة التي تعمل بها الديناميكا الهوائية التقليدية. لن يكونوا قادرين على توليد ما يكفي من العزم لتحمل وزنهم.

لكن الطيور الطنانة لا تستخدم نفس أساليب الديناميكا الهوائية التقليدية التي تستخدمها بقية الطيور الأكبر حجماً كما قالت Deng ” تستخدم الطيور الطنانة قوانين مختلفة لديناميكية الهواء و هي بطبيعتها غير مستقرة حيث يمكن لأي حركة مختلفة لجناح الطائر الرنان تغيير مساره. دراسة هذه القوانين مكنتنا من تصنيع روبوتات أصغر حجماً, ويمكننا أيضًا أن نخفض من وزن الجناح المسؤول عن الطيران مما يؤدي إلي تصغير حجمه بشكل كبير”.

لقد حاول الباحثون لسنوات دراسة الطائر الطنان حتى تتمكن الروبوتات من الطيران بأماكن لا تستطيع الطائرات الكبيرة الوصول إليها. في عام 2011, قامت شركة AeroVironment, بتكليف من DARPA, وهي وكالة تابعة لوزارة الدفاع الأمريكية, ببناء روبوت بحجم الطائر الطنان كان أثقل من الطائر الحقيقي ولكن ليس بنفس السرعة, مع وجود آليات طيران تشبه المروحية وإمكانية محدودة للمناورة. لقد تطلب الأمر وجود مشغل بشري وراء جهاز التحكم عن بعد في جميع الأوقات.

قامت مجموعة Deng ومعاونوها بدراسة الطيور الطنانة بأنفسهم في فصل الصيف في مونتانا. لقد قاموا بتوثيق مناورات طائر الطنان الرئيسية, مثل الدوران السريع بمقدار 180 درجة, وترجموها إلى خوارزميات يمكن أن يتعلمها الروبوت عندما يتم توصيله لإجراء عمليات المحاكاة.

سمحت مزيد من الدراسات عن فيزياء الحشرات والطيور الطنانة لباحثي Purdue ببناء روبوتات أصغر من الطيور الطنانة – وحتى صغيرة مثل الحشرات – دون المساس بالطريقة التي يطيرون بها. تقول Deng إنه كلما كان الحجم أصغر, كلما زادت حركة الخفقان في الجناح المسؤول عن الطيران, وكان الطيران أكثر كفاءة.

تحتوي الروبوتات على أجسام ثلاثية الأبعاد وأجنحة مصنوعة من ألياف الكربون. صمم الباحثون روبوتًا واحدًا يزن 12 جرامًا, وروبوت بحجم الحشرات يزن 1 جرام. يمكن أن يرفع روبوت الطائر الطنان أكثر من وزنه, حتى 27 جراما.

يمكن أن تطير الروبوتات بصمت تمامًا مثل طائر الطنان الحقيقي, مما يجعلها أكثر مثالية للعمليات السرية. ويطيروا بثبات خلال الاضطرابات التي تحدث في الهواء, وهو ما أظهره الباحثون من خلال اختبار الأجنحة ديناميكيًا في الهواء.

تتوفر تقنيات المحاكاة مفتوحة المصدر على هذا الرابط

تم دعم المراحل المبكرة من العمل مالياً بما في ذلك تجارب مونتانا للطائر الطنان بالتعاون مع مجموعة Bret Tobalske في جامعة مونتانا من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم.

شاهد الروبوت بحجم الطائر الطنان في الفيديو التالي:

تمت ترجمة المقال الأصلي والموجود بالرابط أدناه

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190509125135.htm

 

تعليقات