حسگرهای رشته‌ای که می‌توانند پرواز را متحول کنند

سنجش باد با الهام از طبیعت به کمک حسگرهای فشار نصب‌شده روی بال‌های انعطاف‌پذیر می‌تواند راهبرد کنترل پرواز رباتیک را متحول کند.

به نقل از تک اکسپلور، پژوهشگران «مؤسسه علوم توکیو»(Science Tokyo) روشی را برای تشخیص جهت باد با دقت ۹۹ درصد ارائه داده‌اند که با استفاده از هفت حسگر فشار روی بال و یک مدل شبکه عصبی کار می‌کند. این فناوری که با الهام از گیرنده‌های طبیعی فشار در پرندگان و حشرات ابداع شده است، فرصت‌های جدیدی را برای بهبود کنترل و سازگاری ربات‌های هوایی بال‌دار در شرایط گوناگون وزش باد فراهم می‌کند.

حشرات و پرندگان دارای گیرنده‌های مکانیکی روی بال‌های خود هستند که داده‌های مربوط به فشار را جمع‌آوری می‌کند و به کنترل پرواز آنها کمک می‌کند. این گیرنده‌ها تغییرات رخ‌داده را در باد، حرکت بدن و شرایط محیطی تشخیص می‌دهند و امکان تنظیمات را در طول پرواز فراهم می‌کنند. پژوهشگران با الهام از بال طبیعی به بررسی این موضوع پرداختند که چگونه حسگر نصب‌شده روی بال می‌تواند اطلاعات را درباره محیط اطراف با استفاده از یک ربات استخراج کند.

گروه پژوهشی مؤسسه علوم توکیو به سرپرستی «هیروتو تاناکا»(Hiroto Tanaka) دانشیار این موسسه، استفاده از حسگرهای فشار نصب‌شده روی بال‌های انعطاف‌پذیر را که شبیه‌ساز حرکات مرغ مگس‌خوار هستند، برای تشخیص دقیق جهت‌ جریان باد بررسی کردند.

تاناکا گفت: ربات‌های کوچک هوایی به دلیل محدودیت‌های شدید وزن و اندازه نمی‌توانند به عنوان دستگاه‌های رایج سنجش جریان باد مورد استفاده قرار بگیرند. از این رو، اگر بتوان از روش ساده سنجش روی بال برای تشخیص مستقیم جریان باد بدون وسایل اختصاصی اضافی استفاده کرد، یک روش کارآمد خواهد بود.

پژوهشگر هفت حسگر فشارسنج را که به طور گسترده از عناصر تجاری کم‌هزینه استفاده می‌کنند، به یک ساختار بال انعطاف‌پذیر شبیه به بال‌ مرغ مگس‌خوار متصل کردند. بال‌ها به یک مکانیسم حرکت متصل شدند که بال زدن به سوی عقب و جلو را با سرعت ۱۲ چرخه در ثانیه ایجاد می‌کرد.

تاناکا گفت: این پژوهش کمک می‌کند بفهمیم که پرندگان و حشرات چگونه می‌توانند باد را از طریق حس کردن فشار روی بال‌های خود حس کنند. نتایج این پژوهش برای کنترل پرواز سودمند هستند. همین سیستم را می‌توان در ربات‌های بال‌دار با استفاده از حسگرهای فشارسنج ساده تحقق بخشید.

این پژوهش در مجله «Advanced Intelligent Systems» به چاپ رسید.