信天翁机器人帮助探索海洋

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这就是他们在测试期间启动设备的方式-借助钓鱼竿

麻省理工学院的工程师已经开发出一种机器人飞行装置,可以根据信天翁所使用的相同原理,将其飞跃到水面之上。 此外,他可以在海浪中游泳而不会溺水。 这要归功于开发人员的审慎性:如果研究区域内有强风,该设备将成为信天翁。 乘船-如果没有风。

结果,这种系统在比平均血管小10倍的时间内覆盖了距目标的距离。 该设备非常轻巧,仅重2.7千克。 开发人员认为,在不久的将来,这样的设备将是科学家工作中必不可少的,有助于监视广阔领土上正在发生的事情。

“大部分海洋仍然没有人工监控工具,”项目负责人加布里埃尔·布斯克 Gabriel Buske) 。 他认为,在跟踪气候变化影响的同时监测海洋非常重要。 但是用一套标准的工具来做到这一点并不容易,因此决定开发一个专门的系统。

机器人使用替代能源以及传统能源。 首次在澳大利亚的IEEE国际会议上介绍了项目的详细信息。


去年,Buske和他的同事发表了关于信天翁飞行动力学的研究。 他们确定了这种飞行的基本原理,并确定了单个组件,这些组件允许一只较大的鸟以最小的能量消耗覆盖远距离。 由于能够利用风能,信天翁能够做到这一点。

在飞行过程中,信天翁从空气团的快速“流”传递到较慢的方向,反之亦然,这使得信天翁几乎可以在没有能源成本的情况下继续行驶。 在机器人的情况下,如果风不是很强,它将能够沿着水面滑动。 设备(或鸟类)以不同速度交互的频率越高,物体的速度就越快。

开发的结果是混合动力设备,这是一种翼展为3米的自主设备-与信天翁的指示器大致相同。 系统设计中没有添加一些元素,例如系统帆。 然后,科学家对设备的移动过程进行了数学模拟,结果表明其指标已接近最佳状态。

该系统的平均速度约为每小时40公里-比帆船快得多。 该系统非常有效。 已经建立了原型,这有助于使麻省理工学院的航空与航天学教授马克·德拉(Mark Drela)受益。 在系统的底部,固定有龙骨和数种仪器,包括GPS,各种传感器,飞行系统,一个超声波传感器,可让您确定距水的距离。

使用此传感器,科学家可以非常准确地确定设备相对于海洋表面的位置。 如有必要,龙骨可浸入水中,但无人机仍将以相当高的速度前进。 如上所述,帆将成为设计的一部分,但后来他们决定在原型测试中放弃它,以免使任务复杂化。

在测试的一开始,就在河上对机器人进行了测试,并使用钓鱼竿将其启动。 一切都变了,机器人很快以每小时35公里的速度加速,脱离了水面,开始了第一次飞行。

可以远程降低设备,控制其龙骨以更改移动方向。 在测试期间,事实证明机器人的行为符合预期。 “我们非常靠近地面飞行,任何错误都可能导致事故。 因此,我们都非常紧张,但是与此同时,我们享受着这一刻,”开发团队的负责人说。

在概念验证阶段,一切进展顺利,因此决定继续改进该设备。 不久,先前应许的风帆应添加到总体设计中,这将使系统运动得更快。 计划发射几种这样的“信天翁”,以便能够监测大面积的海洋。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN412457/


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