Мініатюрні роботи, натхненні кажанами, можуть революціонізувати пошуково-рятувальні операції
Уявіть собі мініатюрних роботів, які пробираються через зони лиха, ухиляючись від уламків і диму, щоб знайти тих, хто вижив. Це не наукова фантастика; це бачення Нітіна Дж. Санкета, професора Вустерського політехнічного інституту (WPI). Його команда розробила літаючих роботів розміром з долоню, які імітують ехолокаційні здібності кажанів, обіцяючи безпечніший і ефективніший спосіб проведення пошуково-рятувальних місій.
Традиційні пошуково-рятувальні операції часто ставлять людей у небезпечні ситуації, такі як пересування по небезпечній місцевості, густий дим або сувора погода. Безпілотники пропонують деякі переваги завдяки своїй швидкості та маневреності, але Санкет вважає, що ми можемо зробити більше, вивчаючи природу. Його захоплення аерокосмічними роботами та потенціал біологічного натхнення спонукали його дослідити, як кажани орієнтуються за допомогою ультразвуку.
Санкет пояснює: «Ми думали, що дрони — це рішення, оскільки вони можуть швидко покривати велику територію. Вони можуть бути гнучкими та швидкими». Однак він визнав потребу в чомусь меншому, більш маневреному та споживаючому менше енергії. Його дослідження розпочалося з вивчення дивовижних польових можливостей комах і птахів — істот з неймовірно обмеженими обчислювальними можливостями та примітивними сенсорними системами.
«На даний момент нам довелося переосмислити, що таке дрон», — сказав Санкет. «Повернемося до біології, тому що біологія робить це набагато краще, ніж ми можемо сьогодні». Це змусило його розробити свій перший прототип: рій роботів-бджіл, призначених для запилення рослин. Незважаючи на амбіційність цієї ідеї, Санкет зрозумів, що реалізація цієї галузі може зайняти більше часу, і тому переніс свою увагу на сфери, де біологічні роботизовані технології можуть мати негайний вплив, а пошуково-рятувальні роботи ідеально підходять для цього.
Ключ до створення цих кажаноподібних роботів полягав у пошуку компактних, енергоефективних датчиків, які могли б виявляти перешкоди у важкодоступних місцях. Команда Санкета спочатку звернулася до ультразвукових датчиків, які використовуються в автоматичних змішувачах, відомих своїм низьким енергоспоживанням. Однак дзижчання пропелерів робота не дозволяло датчику точно виявляти об’єкти в радіусі двох метрів.
Взявши ще один урок у природи, вони відтворили унікальні акустичні структури, знайдені в носі, вухах і роті кажанів. Ці тканини адаптивно змінюють свою товщину і щільність, модулюючи прийом і випромінювання звуку. Завдяки 3D-друку подібних структур на роботах команда Санкета ефективно відтворила цю особливість кажанів, відфільтрувала шум і дозволила роботам точно виявляти перешкоди.
Тепер, коли ці проблеми вирішено, увага зміщується на підвищення швидкості роботів. «Ми схильні забути, наскільки чудові інші тварини», — зазначає Санкет. Вивчаючи таких істот, як кажани, ми можемо отримати уявлення про складні методи навігації, які значно перевищують наші поточні можливості.
Потенціал цих крихітних «літаючих ботів» у пошуково-рятувальних операціях незаперечний. Їхня здатність орієнтуватися в небезпечному середовищі з міліметровою точністю обіцяє безпечніші рятувальні операції та мінімізує ризики для людей. Оскільки розвиток триває, очікуйте, що ці інноваційні роботи відіграватимуть важливу роль у порятунку життів навіть у найскладніших ситуаціях.
