Origami puder beskytter droner mod kollisioner

For at beskytte flyvende robotter uden at hindre deres flyvning, Kejsereksperter fandt svar i den gamle origami -kunst.

Henter inspiration fra den gamle kunst med papirfoldning, forskere ved Imperial College Londons Aerial Robotics Lab har udstyret droner med letvægts, stødabsorberende dæmpning for at beskytte dem mod stød og skrammer.

Deres forskning, udgivet i Science Robotics , viser, hvordan droner udstyret med Rotary Origami Protective System (Rotorigami) pådrager sig mindre kraft og skade under en kollision, og er således i stand til at blive ved med at flyve efter stød med forhindringer.

Hovedforfatter Dr. Pooya Sareh, som ledede forskningen ved Imperials afdeling for luftfart og nu leder Creative Design Engineering Lab ved University of Liverpool, sagde:"Brug af et origami-inspireret beskyttende lag, Vi har bygget en måde at lade miniature flyvende robotter navigere i trange eller rodede rum sikkert og effektivt. "

Foldning under pres?

Dr. Sareh og kolleger foldede en tynd, letvægts plastplade i en efterkommer af Miura-ori folden-et simpelt origamimønster, der er særligt velegnet til ingeniørbrug.

De byggede den beskyttende struktur omkring en roterende indre ramme (billedet ovenfor). Denne ene struktur beskyttede alle propellerne på én gang mod sidekollisioner, og hjalp med at holde køretøjet i luften under og efter sammenstød.

Forskerne testede og sammenlignede effektiviteten af ​​Rotorigami-udstyrede droner med eksisterende designs. De fandt ud af, at den beskyttende struktur hjalp med at reducere kraften ved en påvirkning, og hjalp med at holde dronen fra ukontrolleret spinning efter stød. holde dronen oprejst bagefter.

Dr. Sareh sagde:"Vi har med succes lavet en letvægts, slagdæmpende, roterende kofanger til droner, der gør dem mere modstandsdygtige over for nedbrud. "

Undgå ulykker

Selvom droner er udstyret med software til forhindring af forhindring og undgåelse, de undlader ofte at undgå forhindringer, der er mindre lette at opdage som vinduer og ledninger. Kofangerudstyret beskytter derfor dronen mod alle nedbrud, der sker.

Projektforsker Dr. Mirko Kovac, Direktør for Aerial Robotics Laboratory på Imperial i Department of Aeronautics, sagde:"Mange insekter, såsom fluer eller bier, bruge en kombination af teknikker til undgåelse af slag og slagfasthed. De er i vid udstrækning afhængige af kollisionsfølelses-og-undgå-systemer-men de har også beskyttende strukturer, hvis der skulle opstå en kollision. Vi anvendte netop dette koncept på vores arbejde her. "

Dr. Kovac tilføjede:"Jeg tror, ​​at fremtidige luftfartøjer vil kombinere teknikker til undgåelse af kollisioner med ny hardware og slagfasthed, der bruger nye materialer og strukturer."

Næste, holdet vil se på, hvordan man kan afbøde skader fra toppen og bunden af ​​droner. Dr. Sareh sagde:"Vi har adresseret side-on-kollisioner-nu skal vi se på, hvordan vi kan beskytte droner ovenfra og nedefra."

Dr. Kovac tilføjede:"Dette er et godt eksempel på en ny generation af 'bløde luftrobotter', der kan navigere forhindringer sikkert og effektivt."

I fremtiden, de vil bruge deres origami -kofangerdesign på større droner, der navigerer i regnskove, eller dem med tung belastning som blodtilførsel til transfusioner - selvom de bemærker, at brugen af ​​fuldt autonome droner i uovervåget drift er langt væk.

Det arbejde, der præsenteres i dette papir, blev finansieret af UK Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC)

"Rotorigami:Et roterende origami -beskyttelsessystem til robotrotorer" af Pooya Sareh, Pisak Chermprayong, Marc Emmanuelli, Haris Nadeem og Mirko Kovac, offentliggjort 26. sep 2018 i Science Robotics .