Per proteggere i robot volanti senza ostacolare il loro volo, Gli esperti imperiali hanno trovato risposte nell'antica arte degli origami.

Prendendo ispirazione dall'antica arte della piegatura della carta, gli scienziati dell'Aerial Robotics Lab dell'Imperial College di Londra hanno dotato i droni di ammortizzazione che assorbe gli urti per proteggerli da urti e graffi.

La loro ricerca, pubblicato in Robotica scientifica , mostra come i droni equipaggiati con il Rotary Origami Protective System (Rotorigami) subiscono meno forza e danni durante una collisione, e sono quindi in grado di continuare a volare dopo l'impatto con gli ostacoli.

L'autore principale Dr. Pooya Sareh, che ha guidato la ricerca presso il Dipartimento di aeronautica dell'Imperial e ora dirige il Creative Design Engineering Lab presso l'Università di Liverpool, ha dichiarato:"Utilizzando uno strato protettivo ispirato agli origami, abbiamo creato un modo per consentire ai robot volanti in miniatura di navigare in spazi ristretti o ingombranti in modo sicuro ed efficiente."

Piegare sotto pressione?

Il dottor Sareh e colleghi hanno piegato un sottile, foglio di plastica leggero in un discendente della piega Miura-ori:un semplice modello di origami particolarmente adatto per applicazioni ingegneristiche.

Hanno costruito la struttura protettiva attorno a un telaio interno rotante (nella foto sopra). Questa struttura proteggeva tutte le eliche contemporaneamente da collisioni laterali, e ha contribuito a mantenere il veicolo in aria durante e dopo l'impatto.

I ricercatori hanno testato e confrontato l'efficacia dei droni dotati di Rotorigami con i progetti esistenti. Hanno scoperto che la struttura protettiva ha contribuito a ridurre la forza di un impatto, e ha contribuito a impedire al drone di ruotare incontrollatamente dopo l'impatto. tieni il drone in posizione verticale dopo.

Il Dr. Sareh ha detto:"Abbiamo realizzato con successo un peso leggero, assorbimento degli urti, paraurti rotante per droni che li rende più resistenti agli urti."

Evitare incidenti

Sebbene i droni siano dotati di software per il rilevamento e l'elusione degli ostacoli, spesso non riescono ad evitare ostacoli meno facili da rilevare come finestre e cavi. L'equipaggiamento del paraurti protegge quindi il drone da eventuali incidenti.

Responsabile del progetto Dr. Mirko Kovac, Direttore del Laboratorio di Robotica Aerea presso Imperial nel Dipartimento di Aeronautica, disse:"Molti insetti, come mosche o api, utilizzare una combinazione di tecniche di prevenzione dell'impatto e resilienza all'impatto. Si basano in gran parte su sistemi di rilevamento ed evitamento delle collisioni, ma dispongono anche di strutture protettive nel caso in cui si verifichi una collisione. Abbiamo applicato questo concetto al nostro lavoro qui".

Il Dr. Kovac ha aggiunto:"Credo che i futuri veicoli aerei uniranno le tecnologie di prevenzione degli incidenti con un nuovo hardware di sicurezza e resilienza agli urti che utilizza nuovi materiali e strutture".

Prossimo, il team esaminerà come mitigare i danni dalla parte superiore e inferiore dei droni. Il dottor Sareh ha dichiarato:"Abbiamo affrontato le collisioni laterali, ora dobbiamo esaminare come proteggere i droni dall'alto e dal basso".

Il Dr. Kovac ha aggiunto:"Questo è un ottimo esempio di una nuova generazione di 'robot aerei morbidi' in grado di superare gli ostacoli in modo sicuro ed efficiente".

In futuro, vogliono usare i loro modelli di paraurti origami su droni più grandi che navigano nelle foreste pluviali, o quelli con carichi pesanti come la consegna di sangue per le trasfusioni, anche se notano che l'uso di droni completamente autonomi in operazioni senza supervisione è molto lontano.

Il lavoro presentato in questo documento è stato finanziato dall'Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) del Regno Unito.

"Rotorigami:un sistema di protezione origami rotante per velivoli robotici" di Pooya Sareh, Pisak Chermprayong, Marc Emmanuelli, Haris Nadeem e Mirko Kovac, pubblicato il 26 set 2018 in Robotica scientifica .