GERÇEĞİNİ TIPA TIP TAKLİT EDEN ROBOTİK YARASA

    robotik yarasa

    Robotik 'bio-bat', esnek yarasa kanatlarının morfolojik özelliklerini taklit ederek kendi kendine yeten otonom uçuşu gösterir.

         Bilim adamları ve mühendislerin uzun araştırma ve incelemeleri sonucunda, yarasaların sahip oldukları rakipsiz çeviklik ve manevra özellikleri, işlevsel açıdan çok yönlü dinamik kanat konfigürasyonları ile 40'dan fazla aktif ve pasif kanat hareketleriyle elde ettiğini belirlediler. Bununla birlikte, kanat esnekliği ve karmaşık kanat kinematiği robot modellemesi, tasarımı ve kontrolü için önemli teknolojik zorluklar oluşturmaktadır.

         İllinois Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, biyolojik yarasaların anahtar uçuş mekanizmalarını taklit edebilecek, yumuşak, mafsallı kanatlara sahip bir robot yarasa geliştirdiler.

         İllinois Üniversitesi araştırma ekibinden Alireza Ramezani; “Çalışmamız, dinamik kanat eklemleri ve kanat konformasyonları biyolojik yaralara benzer şekilde ve yalnızca 93 gram ağırlığında özerk uçuşu gerçekleştirebilen, yarasa morfolojisi olan kendi kendine yeten çırpınan kanatlı bir hava robotunun bugüne kadarki en gelişmiş tasarımlarından biri olduğunu” açıkladı.

         Ramezani, yarasa prototipini, Caltech'te havacılık meslek eğitiminde yardımcı doçent olan Soon-Jo Chung ve Illinois'teki Seth Hutchinson'la danışmanları ile geliştirdi. Bu çalışmaya, yarasa uçuşunda uzman olan Brown Üniversitesi profesörleri Kenneth Breuer ve Sharon Swartz ile işbirliği yapıyor.

         Caltech'in NASA için yönettiği Jet Propulsion Laboratuarında araştırmacı bir bilim adamı olan Chung; “Çalışmamızda biyolojik yarasaların anahtar uçuş mekanizmalarını taklit edecek bir tasarım şeması tanıtıldı. Yarasaların karmaşık yer değiştirmesini tersine mühendislik yapmak için iyi bilinen bir metodoloji yoktur.” dedi.

         Tartışmalı bir şekilde, yarasalar, kanatlarının şekil değiştiren kabiliyeti ile kanıtlandığı üzere, hayvanlar arasında en karmaşık güç aktarma mekanizmasına sahiptir. Uçuş mekanizmaları, kemikleri ve kasları birbirine kenetleyen ve şekil değiştiren ve birden çok bağımsız yönde hareket edebilen bir kas-iskelet sistemi yaratan 40'dan fazla çeşit ek yeri içerir.

         "B2 quadrotors gibi diğer hava robotlarına kıyasla bir takım pratik avantajlara sahiptir" dedi Chung. "Yarasalar 40 aktif ve pasif ekleme sahiptir, bu sayıyı B2 robotda 9 (5 aktif ve 4 pasif) eklemle indirdik. Daha düşük frekanslarda (7-10 Hz vs 100-300 Hz dörtlü rotorlar) sallanan yarasa benzeri bir çırpınma robotunun uyumlu kanatları doğal olarak güvenlidir, Çünkü kanatları esas olarak esnek malzemelerden oluşuyor ve birbirleriyle çarpışabiliyor veya çevrelerindeki engellere az hasarla ya da hiç zarar vermiyor.”

         B2, etkili ve pürüzsüz bir aerodinamik yüzeyi kaybetmeden, havanın mafsal yapısını değiştirmesine olanak tanıyan bir morphing iskelet dizisi ve bir silikon esaslı ince bir zar kullanıyor.

         Ramezani, "Uçuş kontrol sonuçlarımız, ana esnek kanatların asimetrik kanat katlanmasının hava robotunun başlığını kontrol etmek için kullanıldığının ilk göstergesidir" dedi. “Dönüş özelliklerini kanat araştırmalarında esas olarak kullanılan klasik kumaşlar (naylon veya miyar gibi) ile elde edemezsiniz. Esnek olmayan malzemeler B2'deki ön ayak ve bacak hareketlerine direnir. Sonuç olarak robotumuzun iskeletini, ısmarlama, ultra ince (biyolojik yarasa zarlarının elastik özelliklerine uyacak şekilde tasarlanmış 56 mikron silikon esaslı membran) ile kapattık.”

         Yarasalardan esinlenilmiş hava robotları, mevcut hava robotlarına kıyasla enerji verimliliğinde önemli gelişmeler getiriyor. Bunun nedeni, en azından kısmen, eklemli yumuşak kanat mimarisi ve kanat esnekliğinin robotun aktüatörlerinin hareketini artırdığı gerçeğidir.

         B2'nin potansiyel bir uygulaması inşaat alanlarını denetlemektir. Hutchinson; “İnşaat bina projeleri karmaşıktır ve nadiren gerçekleşmesi planlanmaktadır” dedi. 'Binanın doğru zamanda doğru şekilde bir araya getirilip getirilmediğini takip etmek önemlidir. Bu nedenle yarasa botları etrafta dolaşarak, bina bilgileri modelini yapım aşamasındaki gerçek binayla karşılaştırabilirler.”

         B2, yüksek hız veren yüksek hızlı rotorları kullanmadığından, yüksek frekanslı gürültü, kuadrotors veya diğer hava robotlarından çok daha az müdahaleci.

         "Son olarak, bu robot yarasa uçuşunda biyolojik araştırmalara da katkıda bulunabilir," diye ekledi Hutchinson. "Biyoloji için mevcut yöntemler, yarasa uçuşu sırasında eklemlerin ve ekstremitelerin yörüngesini kaydetmek için yüksek hızlı görüntüleme sensörlerinden faydalanan vizyon tabanlı hareket yakalama sistemlerine dayanmaktadır. Bu yaklaşımlar, uçuş sırasında yarasa kanatlarının ortak kinematiği etkin bir şekilde analiz edebilmesine rağmen, belirli kanat hareket modellerinin bir yarasa uçuş manevrasına nasıl katkıda bulunduğunu anlamaya yardımcı olamazlar. B2, yarasa uçuşunda gözlemlenen kanat hareketi kalıpları uygulayarak yarasa uçuş manevralarını yeniden oluşturmak için kullanılabilir” dedi.

    Çeviri: Celal DEMİRTAŞ

    Kaynak:http://www.caltech.edu/news/engineers-build-robot-drone-mimics-bat-flight-53794

    Referans dergi: Science Robotics

    Yayınlama tarihi: 05.02.2017

.
.