KUBeetle-S: un robot ispirato agli insetti che può volare fino a 9 minuti

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8 Giugno 2020

KUBeetle-S è un robot volante ispirato a una specie di scarabeo cornuto chiamato Allomyrina dichotoma, che è tra i più grandi insetti del pianeta: questo modello può volare fino a 9 minuti.

L’Allomyrina dichotoma è la specie di scarabeo cornuto che pesa circa 5-10 g e ha un carico alare di 40 N / m2, notevolmente elevato rispetto ai carichi medi di ali di insetto (in genere circa 8 N / m2), da cui si ispira KUBeetle-S.

Per imitare il volo dello scarabeo, abbiamo prima sviluppato un meccanismo ad ala battente che può creare un ampio angolo di sbattimento e produrre sollevamento per compensare il peso del KUBeetle-S, proprio come lo scarabeo cornuto da cui trae ispirazione

ha affermato il Prof. Hoon Cheol Park, uno dei ricercatori che ha effettuato il recente studio che prosegue

Poiché il KUBeetle-S non è dotato di superfici di controllo sulla coda, a differenza di un insetto convenzionale, le sue ali battenti devono essere in grado di produrre momenti di controllo solo cambiando la cinematica delle ali durante il movimento del battito.

Il generatore del momento di controllo che il Prof. Park e i suoi colleghi hanno installato all’interno di KUBeetle-S possono cambiare il piano di corsa dell’ala del robot a destra, a sinistra, davanti e dietro, consentendo infine il reindirizzamento del suo sollevamento verticale come desiderato e contemporaneamente generando il momento di controllo.

Questo generatore è integrato meccanicamente con servomotori leggeri e può anche essere controllato elettronicamente tramite una scheda di controllo e un sistema di controllo del feedback basato su un algoritmo sviluppato dai ricercatori.

Proprio come lo scarabeo cornuto da cui trae ispirazione, KUBeetle-S, presentato per la prima volta sull’International Journal of Micro Air Vehicles, può avere una varietà di stili di locomozione, incluso il volo in bilico, con un’impressionante ampiezza di corsa elevata di oltre 180 gradi.

L’obiettivo principale del nostro recente articolo in pre-print su arXiv era di prolungare il tempo di volo o la resistenza del robot KUBeetle-S

ha spiegato il prof. Park che continua

Siamo stati in grado di estendere la resistenza del robot scegliendo un’ala aerodinamicamente efficiente e allargando l’area dell’ala per abbinare il carico dell’ala a quello del vero scarabeo. In particolare, l’area dell’ala interna è stata tagliata.

Oltre a migliorare il rapporto sollevamento / potenza delle ali del robot, le strategie di progettazione utilizzate dal Prof. Park e dai suoi colleghi riducono la tensione di ingresso complessiva. Inoltre, consentono ai ricercatori di utilizzare KUBeetle-S con una fonte di alimentazione a bassa tensione, utilizzando una singola batteria LiPo all’interno del raggio operativo del motore del robot.

In futuro, KUBeetle-S potrebbe anche essere usato per studiare gli insetti e comprendere meglio i meccanismi alla base dei loro movimenti, come le virate veloci che spesso si osservano nelle mosche.

 

 

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lunedì 8 Giugno 2020 - 15:40
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