Колибри – одни из самых замечательных творений природы. Эти крохотные создания совершают до 80 махов крыльями в секунду, что является абсолютным рекордом среди животного мира. Эта удивительная способность позволяет колибри парить на месте и летать в любых направлениях.
Теперь же ученые использовали алгоритмы машинного обучения, чтобы выяснить о колибри все возможное, и использовать полученную информацию для создания нового беспилотного летательного аппарата.
Разработанный исследователями из Университета Пердью робот обладает искусственным интеллектом, который учится на созданных компьютером симуляциях колибри. Это позволяет машине использовать созданные природой механизмы для управления своими механическими крыльями.
Данная разработка очень полезна, так как сегодня для дронов есть ограничения по размерам. Если мы сконструируем недостаточно большой беспилотный летательный аппарат, он не сможет сгенерировать необходимую подъемную силу, чтобы взлететь.
Но колибри – другое дело. Эти маленькие птички совершают гигантское количество взмахов крыльями и движутся под большим углом, что позволяет им достичь очень большой подъемной силы, а нестабильные аэродинамические потоки используются ими для балансирования в воздухе. Переняв у них эту способность, человечество сможет существенно продвинуться в авиатехнике.
Ученые пытаются скопировать летные таланты колибри уже много лет. В последнем исследовании приняли участие ученые, проведшие по несколько лет своей жизни, наблюдая за птицами в их естественной среде обитания. Они с феноменальной точностью перевели движения колибри в компьютерные алгоритмы, после чего эти модели были тщательно изучены роботом. Благодаря этому машина смогла разработать наиболее эффективные способы использования своих крыльев.
Крылья робота сделаны из углеродного волокна и вырезанных лазером мембран, колеблющихся с частотой в 40 Гц. Корпус был напечатан на 3D-принтере.
Само устройство весит всего лишь 12 граммов, но способно переносить вес до 27 граммов.
Помимо механической колибри было создано 1-граммовое насекомое.
Небольшой размер и тихая работа робота делают его очень полезным в секретных операциях, а также при проведении поисково-спасательных работ. Также его можно применять для изучения настоящих колибри в их естественной среде обитания.
Помимо способности эффективно двигаться, робот умеет изучать окружающую среду через прикосновения к ней. У него нет визуальных датчиков, но он использует перепады электрического тока для сканирования окружающей среды.
«Робот может создать настоящую карту, не видя своего окружения», - объяснил Синьян Дэн, доцент кафедры машиностроения в Университете Пердью. «Это может быть полезно при поиске пострадавших в темноте».
Моделирование взмахов крыльев с открытым исходным кодом теперь доступно на веб-сервисе GitHub.
