Xavier Boyer
Des chercheurs de l’Université de Washington ont développé de petits dispositifs robotiques capables de modifier la façon dont ils se déplacent dans les airs en se « mettant » en posture pliée pendant leur descente.
Lorsque ces « microfliers » sont largués d’un drone, ils utilisent un pli en origami Miura-ori pour passer de la chute et de la dispersion vers l’extérieur dans les airs à la chute directement au sol. Pour répartir les avions, les chercheurs contrôlent le instant de la transition de chaque appareil à l’aide de plusieurs méthodes : un capteur de pression intégré (estimant l’altitude), une minuterie intégrée ou un sign Bluetooth.
Les microfliers pèsent approximativement 400 milligrammes, soit environ la moitié du poids d’un clou, et peuvent parcourir la length d’un terrain de soccer lorsqu’ils sont largués de 40 mètres (environ 131 pieds) dans une légère brise. Chaque appareil dispose d’un actionneur intégré sans batterie, d’un circuit de récupération d’énergie solaire et d’un contrôleur pour déclencher ces changements de forme dans les airs. Les microfliers ont également la capacité d’embarquer des capteurs pour surveiller la température, l’humidité et d’autres conditions pendant leur vol.
L’équipe a publié ces résultats le 13 septembre dans Science Robotics.
“L’utilisation de l’origami ouvre un nouvel espace de conception pour les microfliers”, a déclaré Vikram Iyer, co-auteur principal, professeur adjoint UW à la Paul G. Allen Faculty of Pc Science & Engineering. “Nous combinons le pli Miura-ori, inspiré des motifs géométriques trouvés dans les feuilles, avec une récupération d’énergie et de minuscules actionneurs pour permettre à nos dépliants d’imiter le vol de différents varieties de feuilles dans les airs. Dans son état plat déplié, notre origami La framework bascule de manière chaotique dans le vent, semblable à une feuille d’orme. Mais le passage à l’état plié modifie le flux d’air autour d’elle et permet une descente stable, de la même manière que la chute d’une feuille d’érable. Cette méthode très économe en énergie nous permet d’avoir sans batterie contrôle de la descente des microfliers, ce qui n’était pas doable auparavant.
Ces systèmes robotiques surmontent plusieurs défis de conception. Les appareils :
- sont suffisamment rigides pour éviter une transition accidentelle vers l’état plié avant le signal
- changeover rapide entre les États. Les actionneurs intégrés aux appareils n’ont besoin que d’environ 25 millisecondes pour lancer le pliage
- changer de forme sans être connecté à une supply d’alimentation. Le circuit de récupération d’énergie des microfliers utilise la lumière du soleil pour fournir de l’énergie à l’actionneur
Les microfliers actuels ne peuvent passer que dans une seule course : de l’état de chute à l’état de chute. Ce commutateur permet aux chercheurs de contrôler la descente de plusieurs microfliers en même temps, afin qu’ils se dispersent dans des instructions différentes lors de leur descente.
Les futurs appareils pourront effectuer une changeover dans les deux sens, ont indiqué les chercheurs. Cette fonctionnalité supplémentaire permettra des atterrissages additionally précis dans des ailments de vent turbulent.
Les co-auteurs supplémentaires de cet write-up sont Kyle Johnson et Vicente Arroyos, tous deux doctorants UW à l’Allen Faculty Amélie Ferran, doctorante à l’UW au département de génie mécanique Raul Villanueva, Dennis Yin et Tilboon Elberier, qui ont réalisé ce travail alors qu’ils étaient étudiants de premier cycle à l’UW en génie électrique et informatique Alberto Aliseda, professeur de génie mécanique à l’UW Sawyer Fuller, professeur adjoint de génie mécanique à l’UW et Shyam Gollakota, professeur UW à l’Allen School.
Cette recherche a été financée par une bourse de la Fondation Moore, la National Science Basis, le Nationwide GEM Consortium, le programme de bourses Google, le programme de bourses Cadence, le programme de bourses Washington NASA Space Grant et le programme de bourses SPEEA ACE.
