Корейские ученые разработали роботизированную копию рогатого жука

KUBeetle-S — самый легкий на сегодня робот с двумя крыльями, который может поддерживать свободный контролируемый полет.

Ученые из Университета Конкук в Южной Корее создали KUBeetle-S — летающего робота, при разработке которого вдохновлялись Allomyrina dichotoma — рогатым жуком из подсемейства Dynastinae семейства пластинчатоусые, одним из крупнейших насекомых на планете, обитающим в Азии.

«Чтобы имитировать полет жука, сначала мы разработали механизм взмахивающего крыла, который может создавать большой угол поворота крыльев и осуществлять подъем, чтобы компенсировать вес KUBeetle-S, — рассказал профессор Хун Чеол Парк. — Поскольку KUBeetle-S не оснащен управляющими поверхностями на хвосте, в отличие от обычного флаера, его взмахи крыльев должны создавать возможность управления только путем изменения кинематики в середине взмахов».

Как рассказывается в одном из исследований ученых, генератор управляющего момента, которым оснащен робот, способен изменять плоскость крыла вправо, влево, вперед и назад. Он интегрирован с легкими серводвигателями, кроме того, им можно управлять через систему управления с обратной связью. KUBeetle-S может переключаться между различными стилями локомоции, среди которых — парящий полет.

«Наша главная цель заключалась в том, чтобы продлить время полета или повысить выносливость KUBeetle-S, — добавляет Парк. —Мы смогли продлить срок службы робота, выбрав аэродинамически эффективное крыло и увеличив его площадь, чтобы она соответствовала нагрузке на крыло с нагрузкой настоящего жука. В частности, мы вырезали внутреннюю область крыла».

Еще одним ключевым преимуществом аппарата стал его маленький вес. «Благодаря простому, но эффективному механизму управления, мы смогли использовать крошечные сервоприводы для снижения веса. 15,8-граммовый KUBeetle-S является самым легким на данный момент роботом с двумя крыльями, который может поддерживать свободный контролируемый полет», — отметил Хоанг Ву Фан, также участвовавший в исследовании.

Общую длительность полета роботизированного жука между тем довели до девяти минут. Кроме того, он может двигаться в любом направлении, летать на открытом воздухе и нести дополнительные полезные нагрузки. В будущем KUBeetle-S планируют использовать не только для перевозок небольших грузов, но и в рамках исследований насекомых для лучшего понимания механизмов их движений. 

«В наших следующих исследованиях мы сконцентрируемся на дальнейшем увеличении времени полета робота и установке бортовой системы наблюдения для навигационного полета, — добавляет Фан. — Также планируем выяснить, можно ли улучшить стабильность во время полета: например, перевести его из быстрого полета в режим зависания. <…> А итоговой целью будет автономный полет KUBeetle-S».

Ранее китайские разработчики продемонстрировали легкие полимерные крылья для роботов-насекомых: не требуя никакого питания, они взмахивают сами, под действием света. А их коллеги из Японии заставили робота «почувствовать» боль.