Güney Kore’deki Konkuk Üniversitesi’ndeki araştırmacılar; gezegendeki en büyük böcekler arasında yer alan Allomyrina dichotoma adlı boynuzlu böcek türünden esinlenen, uçan bir robot olan KUBeetle-S’yi yarattı. Allomyrina diktoma yaklaşık 5 ila 10 g ağırlığında ve 40 N / m2 kanat yüküne sahiptir, bu da ortalama böcek kanat yüklemelerine kıyasla (tipik olarak 8 N / m2) oldukça yüksektir.
Prof. Park’ın ve meslektaşlarının KUBeetle-S içine kurdukları kontrol momenti jeneratörü, robotun kanat vuruş düzlemini sağa, sola, öne ve arkaya değiştirebilir ve sonuçta dikey asansörünün istendiği gibi yeniden yönlendirilmesini ve aynı anda kontrol momenti oluşturmasını sağlar. Bu jeneratör mekanik olarak hafif servo motorlarla entegredir ve ayrıca bir kontrol panosu ve araştırmacılar tarafından geliştirilen bir algoritmaya dayanan bir geri bildirim kontrol sistemi ile elektronik olarak kontrol edilebilir.
Tıpkı ilham aldıkları boynuzlu böcek gibi, ilk olarak Uluslararası Mikro Hava Araçları Dergisi’nde sunulan KUBeetle-S, havada asılı uçuşu da dahil olmak üzere 180 dereceden fazla etkileyici yüksek strok genliğine sahip çeşitli hareket stilleri arasında geçiş yapabilir ArXiv’de önceden yayınlanan yeni bir makalede, araştırmacılar aynı zamanda düşük voltajlı bir güç kaynağı kullanarak uçuş dayanıklılığını önemli ölçüde geliştirebildiler.
Prof.Dr.Park: “ArXiv’de önceden yayınlanan son makalemizin temel amacı, KUBeetle-S robotunun uçuş süresini veya dayanıklılığını uzatmaktı. Aerodinamik olarak verimli bir kanat seçerek ve kanat alanını kanat yükünü gerçek böceğinkine uyacak şekilde genişleterek robotun dayanıklılığını arttırabildik.”
Robot kanatlarının kaldırma ve kaldırma-güç oranını artırmanın yanı sıra, Prof. Park ve meslektaşları tarafından kullanılan tasarım stratejileri toplam giriş voltajını da azaltı. Böylece, araştırmacıların robot motorunun çalışma aralığında tek bir LiPo pil kullanarak KUBeetle-S’yi düşük voltajlı bir güç kaynağı ile çalıştırmasına izin veriyorlar.
Araştırmacılar, bu yeni tasarım stratejilerini kullanırken KUBeetle-S’nin performansını ve dayanıklılığını değerlendirmek için bir dizi test yaptılar. Düşük voltajlı çalışmanın, sürüş motorunun aşırı ısınmasını önlediğini ve robotun dayanıklılığını arttırdığını buldular.
Araştırmacı Hoang Vu Phan: “Robotumuzun bir diğer önemli avantajı hafif olması… Önceki çalışmalarımızda rapor ettiğimiz basit ama etkili kontrol mekanizması sayesinde, ağırlıktan tasarruf etmek için küçük servolar kullanabiliriz. 15,8 g KUBeetle-S, şu anda tüm uçaklarla serbest kontrollü uçuşu sürdürebilen en hafif iki kanatlı robot bileşenlerdir.”
Araştırmacıların önceki makalesinde tanıtılan KUBeetle-S’nin ilk versiyonu 16.4g ağırlığındaydı ve iki hücreli bir LiPo 7.4 V pil ile güçlendirildi. Araştırmacılar, robotun kanatlarını değiştirerek ve genişleterek ağırlığını 15.8 g’a indirmeyi başardılar ve toplam uçuş süresini üç dakikadan neredeyse dokuz dakikaya çıkardılar.
Araştırmacı Phan: “Sonuçlarımız, aerodinamik olarak verimli bir kanat bulmanın, uçan bir robotun dayanıklılığını genişletmek için çok önemli olduğunu gösteriyor. KUBeetle-S’nin kanat yükü gerçek böceğe yakın olduğunda daha uzun süre uçabildiğini gördük, bu da kanat yükünün doğayı taklit ettiğimizde bile önemli bir parametre olduğunu gösteriyor.”
Robotun dayanıklılığını ve uçuş süresini artırmanın yanı sıra, Dr. Park, Phan ve meslektaşları tarafından sunulan yeni stratejiler; herhangi bir yönde hareket etmesine, açık havada uçmasına ve ekstra yük taşımasına izin veriyor. Bu nitelikler, robotu nesneleri bir yerden bir yere taşımak gibi bir dizi gerçek dünya uygulaması için daha uygun hale getirir.
Gelecekte, KUBeetle-S, böcekleri incelemek ve sineklerde sıklıkla görülen hızlı dönüşler gibi hareketlerinin arkasındaki mekanizmaları daha iyi anlamak için de kullanılabilir. Küçük boyutu nedeniyle, potansiyel olarak böceklerin ve diğer vahşi yaşamların görüntülerini toplamak için doğal yaşam alanlarına yerleştirilebilir veya gizli askeri görevler yapmak için kullanılabilir.
