Flaxande flygrobotar – ornitoptrar – kan äntligen landa som fåglar

Kristina Bate Holmberg, Journalist
@uxconnections

Naturen är förunderlig, och inte minst fåglarna. Med elegans flyger de omkring för att landa på grenar högt upp i träden. Just denna förmåga – att landa med precision, rätt hastighet, balans och timing – har varit omöjligt att efterhärma. Fram tills nu. Forskare vid EPFL har tagit fram landningsutrustning som gör det möjligt för flaxande ornitoptrar – bioinspirerade flygrobotar – att landa som fåglar.

Vad är en ornithopter?

Länge drömde människan om att skapa flygmaskiner som var lika skickliga flygare som fåglar. Den första ornithoptern skissades av Leonardo Da Vinci redan på 1940-talet och sedan dess har utvecklingen gått framåt. Vad är då en ornithopter? Det är en flygmaskin som i stället för roterande motor och rotor, använder sig av flaxande vingar för att flyga, precis som en fågel. Fördelarna med dessa modeller inspirerade av naturen är många. Flygningen blir tyst, slagkraftig, effektiv och säkrare. Vad man dock inte lyckats skapa, trots ornithopterns långa existens, är ett landningsätt med lika hög distinkthet som fåglarnas. 

Banbrytande landningsutrustning

Detta har dock ändrats nu. Forskarna vid den federala Polytechnic School of Lausanne (EPFL) har lyckat med något helt unikt. De har fått en flygande vingrobot att själv landa på en horisontell sittpinne med hjälp av en kloliknande mekanism. Framtagningen är en del av det europeiska projektet GRIFFIN och har publicerats i Nature Communications. Inom detta projekt har teamet från EPEL tillsammans med universitetet i Sevilla, som stått för den 700-gram tunga ornitoptern, utvecklat en revolutionerande vingrobot. 

Fördelar och möjligheter

Att robotar nu har en möjlighet att kunna landa lika exakt som fåglar, på exempelvis smala grenar, öppnar upp för helt nya möjligheter. Behovet att utföra robotstödda uppgifter är stort. I detta projekt har man primärt riktat in sig mot biologisk forskning. Det kan handla om allt från att ta biologiska tester från svårtillgängliga utomhusmiljöer, till att utföra mätningar på träd och annan vegetation. Att kunna landa på en gren, lätt och smidigt, gör även att effektiviteten och flexibiliteten hos ornithoptrarna ökar. Ofta räcker inte batteritiden hos flygmaskinerna till för mer omfattande inventeringar eller undersökningar. Om de kan landa för att exempelvis ladda upp sina batterier med hjälp av solceller förlängs fälttiden. På så sätt blir ornithoptrarna än mer lämpliga för långdistandsuppdrag. 

Många parametrar att ha i åtanke 

För att efterhärma fåglars smidiga landning har forskarna behövt ta en rad faktorer i beaktande. Först och främst har man behövt få ornithoptern att sakta ner i hastighet betydligt när den ska landa – utan att störta. Det har också varit viktigt att få flygroboten att kunna uppfatta sin miljö och landningsplats. Samt kunna göra en uppskattning på var dessa parametrar befinner sig i förhållande till sin egen hastighet och position. För att lösa detta positionsproblem har man utrustat ornithoptern, som komplement till ett externt motion-capture-system, med en inbyggd dator och ett navigationssystem. 

Klon har också varit ett dilemma. Styrkan måste vara tillräckligt hög för att både kunna gripa tag i grenen och kunna hålla flygmaskinens vikt uppe. Samtidigt som klon i sig inte får väga för mycket vilket skulle göra hela roboten för tung. Detta har forskarna löst genom att bara montera en klo i stället för fåglars två klor. 

Nästa steg

I dagsläget har forskningsteamet bara testat roboten i inomhusmiljö. Näst på tur är att få ut modellen i naturen och prova på hur den hanterar mer oförutsägbara miljöer. Därefter är tanken att man ska få flygroboten med sina innovativa klor, att kunna landa på mer komplexa strukturer än grenar. Om forskarna lyckas med detta kommer användningsområdena av flygrobotar vidgas ännu mer. Även robotens autonomi är något som ligger på den närtida agendan. 

Drömmen om att bli som fåglar

Denna landningsutrustning är en innovation med kapacitet att utöka framtidens ornithopters förmåga att utföra komplexa uppgifter. Med naturen som mall fortsätter människan att försöka uppnå vad, som för fåglar i detta fall, är rena barnleken. 

UX Connections, the UX design agency with UX/UI consultants to help your digital product succeed.