బర్డ్ రోబోట్ ప్రోటోటైప్ అటానమస్ టేకాఫ్ చేస్తుంది మరియు చైనాలో పరీక్షలలో ఏవియన్ బయాలజీని అనుకరిస్తుంది

జియాన్‌లో ఉన్న నార్త్‌వెస్ట్రన్ పాలిటెక్నికల్ యూనివర్సిటీకి చెందిన ఇంజనీర్లు, పక్షులు మరియు గబ్బిలాల ఫ్లైట్ మెకానిక్‌లను అధిక విశ్వసనీయతతో ప్రతిబింబించే రోబోటిక్ సిస్టమ్‌ను అభివృద్ధి చేయడం ద్వారా ఏరోనాటికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో గణనీయమైన మైలురాయిని సాధించారు. RoboFalcon 2.0 అని పిలువబడే ఈ పరికరం, బాహ్య సహాయం లేకుండా టేకాఫ్‌లు చేయడం ద్వారా మరియు తక్కువ వేగంతో స్థిరత్వాన్ని కొనసాగించడం ద్వారా మునుపటి మోడళ్ల యొక్క చారిత్రక పరిమితులను అధిగమిస్తుంది. శుద్ధి చేయబడిన ఏరోడైనమిక్ నియంత్రణను ఎనేబుల్ చేస్తూ, సంక్లిష్టమైన రెక్కల కదలికలను నిరంతర చక్రంలోకి చేర్చే సామర్థ్యంలో ఆవిష్కరణ ఉంది.

ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో వర్తింపజేయబడిన బయోమిమెటిక్ సాంకేతికత ఏరియల్ రోబోటిక్స్‌లో నిరంతర సవాళ్లను పరిష్కరించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది, ప్రత్యేకంగా బాహ్య లాంచర్‌లపై ఆధారపడటం లేదా నెమ్మదిగా మరియు ఖచ్చితమైన యుక్తులు చేయలేకపోవడం. ప్రయోగశాలలు మరియు విండ్ టన్నెల్స్‌లో నిర్వహించిన కఠినమైన పరీక్షలు వివిధ పరిస్థితులలో సిస్టమ్ యొక్క ప్రభావాన్ని ధృవీకరించాయి, బయోలాజికల్ మిమిక్రీ స్వయంప్రతిపత్త నావిగేషన్ కోసం ఆచరణాత్మక పరిష్కారాలను అందించగలదని నిరూపిస్తుంది.

గమనించిన ప్రధాన సాంకేతిక పురోగతులలో, టెథర్డ్ విమానాల సమయంలో స్థిరమైన పథాన్ని నిర్వహించగల సామర్థ్యం మరియు పిచ్ నియంత్రణ కోసం యాంప్లిట్యూడ్‌ల యొక్క స్వతంత్ర సర్దుబాటు ప్రత్యేకంగా నిలుస్తుంది. సిస్టమ్ 7.5 Hzకి చేరుకునే సర్దుబాటు చేయగల బీట్ ఫ్రీక్వెన్సీని కూడా అనుమతిస్తుంది, ఇది కార్యాచరణ బహుముఖతను అందిస్తుంది.

పరికర లక్షణాలు మరియు ఇంజనీరింగ్

RoboFalcon 2.0 ఫీచర్లు డైమెన్షన్‌లు మరియు బరువు సగటున వేటాడే పక్షి పరిమాణాన్ని అనుకరించేలా ఆప్టిమైజ్ చేయబడ్డాయి, సుమారుగా 800 గ్రాముల బరువు మరియు 1.2 మీటర్ల రెక్కలు ఉంటాయి. సెంట్రల్ డ్రైవ్ నిర్మాణం ఒకే మోటారు ద్వారా శక్తిని పొందుతుంది, ఇది శంఖాకార రాకర్ రకం యంత్రాంగానికి కలుపుతుంది. ఈ మెకానికల్ కాన్ఫిగరేషన్ ఇంజిన్ యొక్క గతి శక్తిని రెక్కలకు సమర్థవంతంగా ప్రసారం చేయడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది, ఇది విమానానికి అవసరమైన సమకాలీకరణను నిర్ధారిస్తుంది.

రెక్కలు మూడు విభిన్న విభాగాలుగా వ్యూహాత్మక విభజనతో రూపొందించబడ్డాయి, అన్నీ నిరోధక మరియు తేలికపాటి పాలిస్టర్ పొరతో కప్పబడి ఉంటాయి. పదార్థం యొక్క ఈ ఎంపిక చక్రాలను కొట్టే సమయంలో అవసరమైన వశ్యతను నిర్ధారిస్తుంది, ఎగిరే జంతువుల ఈకలు మరియు చర్మం యొక్క సహజ స్థితిస్థాపకతను అనుకరిస్తుంది.

అధునాతన డీకప్లింగ్ మెకానిజమ్స్ నిర్మాణంలో ఏకీకృతం చేయబడ్డాయి, ఇది బెండింగ్ మరియు స్వీపింగ్ కదలికలలో స్వతంత్ర వైవిధ్యాలను అనుమతిస్తుంది. ఈ లక్షణం వంపుతిరిగిన స్ట్రోక్ ప్లేన్‌లను సృష్టిస్తుంది, ఇది నెమ్మదిగా ప్రయాణించే సమయంలో పక్షులలో గమనించిన ఏరోడైనమిక్ టెక్నిక్, అధిక వేగం లేకుండా లిఫ్ట్ చేయడానికి ఇది అవసరం.

FSF సైకిల్ డైనమిక్స్ మరియు విమాన నియంత్రణ

రోబోట్ యొక్క ఆపరేషన్ “ఫ్లాప్-స్వీప్-ఫోల్డ్” సైకిల్ (ఫ్లాప్, స్వీప్ మరియు ఫోల్డ్)పై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది రెక్కల ప్రతి కదలికలో మూడు ముఖ్యమైన బయోమెకానికల్ చర్యలను మిళితం చేస్తుంది. రెక్కల అవరోహణ దశలో (డౌన్‌స్ట్రోక్), రోబోట్‌ను గాలిలో ఉంచడానికి అవసరమైన చాలా లిఫ్ట్ ఫోర్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ముందు వెంట్రల్ కదలిక బాధ్యత వహిస్తుంది. మరోవైపు, అప్‌స్ట్రోక్ రెక్కలను ఉపసంహరించుకోవడంతో నిర్వహించబడుతుంది, ఇది ఏరోడైనమిక్ నిరోధకతను తగ్గించడానికి మరియు శక్తిని ఆదా చేయడానికి ఒక తెలివైన వ్యూహం.

రెక్కల స్వీప్ 5 మరియు 25 డిగ్రీల మధ్య మారవచ్చు, ఇది పిచింగ్ క్షణం నియంత్రిత మరియు ఖచ్చితమైన పద్ధతిలో మాడ్యులేట్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. గ్రేటర్ స్వీప్ యాంప్లిట్యూడ్‌లు లీడింగ్ ఎడ్జ్ వోర్టెక్స్‌ను బలోపేతం చేయడానికి చూపబడ్డాయి, ఇది ఫ్లూయిడ్-డైనమిక్ దృగ్విషయం, ఇది తక్కువ వేగంతో విమాన పనితీరును గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది. అదనంగా, రెక్కల మడత చక్రం యొక్క క్రియారహిత దశలలో స్థిరత్వానికి దోహదం చేస్తుంది, డైరెక్ట్ ఫ్లైట్‌కు హోవర్ యుక్తులు మరియు మృదువైన పరివర్తనలను నిర్వహించే సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది.

ప్రయోగాత్మక ధ్రువీకరణ మరియు అనుకరణలు

డిజైన్ వెనుక ఉన్న సిద్ధాంతాన్ని నిరూపించడానికి, ఓపెన్ విండ్ టన్నెల్‌లో ప్రయోగాలు జరిగాయి, సెకనుకు సున్నా నుండి 7 మీటర్ల వేగంతో ప్రోటోటైప్‌ను అంచనా వేస్తుంది. ఆరు-భాగాల లోడ్ సెల్ ద్వారా సంగ్రహించబడిన కొలతలు, స్వీప్ వ్యాప్తి విస్తృతమైనందున సగటు లిఫ్ట్‌లో స్థిరమైన పెరుగుదలను నమోదు చేసింది.

పరికరం యొక్క నెట్ థ్రస్ట్ వివిధ బీటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద స్థిరంగా ఉంటుంది, ఇంజిన్ మరియు ట్రాన్స్‌మిషన్ మెకానిజం యొక్క పటిష్టతను ధృవీకరిస్తుంది. పిచింగ్ క్షణం అధిక వేగంతో సానుకూలంగా మారిందని కూడా గమనించబడింది, ఇది తగినంత రేఖాంశ నియంత్రణను సూచిస్తుంది.

పొందిన ఫలితాలు తగ్గిన ప్రామాణిక విచలనాలను అందించాయి, ఇది పరిశోధన బృందంచే నిర్వహించబడిన కొలతల యొక్క పునరావృతత మరియు విశ్వసనీయతను నిర్ధారిస్తుంది.

అధునాతన గణన విశ్లేషణలు, నేవియర్-స్టోక్స్ సమీకరణాల ఆధారంగా, గరిష్ట స్వీప్ సెట్టింగ్‌ల వద్ద లీడింగ్ ఎడ్జ్ వోర్టెక్స్ యొక్క బలాన్ని గుర్తించాయి. పీడన కేంద్రం ముందువైపుకు మారిందని, ఏరోడైనమిక్ మూమెంట్ ఆర్మ్‌ను విస్తరిస్తున్నట్లు మరియు స్లో ఫ్లైట్‌లో లిఫ్ట్ లాభాలను వివరిస్తుందని అనుకరణలు వెల్లడించాయి.

స్వయంప్రతిపత్తి మరియు టేకాఫ్ పరీక్షలు

PID (ప్రోపోర్షనల్-ఇంటిగ్రల్-డెరివేటివ్) నియంత్రణను అమలు చేసిన డైనమిక్ సిమ్యులేషన్ మోడల్‌లను ఉపయోగించి స్వయంప్రతిపత్త టేకాఫ్ సామర్ధ్యం పరీక్షించబడింది. సెకనుకు 3 మీటర్ల కంటే తక్కువ వేగంతో, సమీప-హోవర్ పరిస్థితులలో పిచ్ స్థిరత్వాన్ని నిర్వహించడానికి వింగ్స్ స్వీప్‌కు సర్దుబాట్లు అవసరం. పథంలో వ్యత్యాసాలను నివారించడానికి అధిక వేగంతో పరిహారం అవసరాన్ని గుర్తించినప్పటికీ, సిస్టమ్ వివిధ ప్రమాణాల వద్ద డిమాండ్‌లకు అనులోమానుపాతంలో నియంత్రణను ప్రదర్శించింది.

ప్రాక్టికల్ టెథర్డ్ ఫ్లైట్ టెస్ట్‌లలో, 15 మీటర్ల వ్యాసార్థంలో నిర్వహించబడింది, రోబోఫాల్కన్ 2.0 బాహ్య సహాయం లేకుండా టేకాఫ్ చేయగల సామర్థ్యాన్ని నిర్ధారించింది. ప్రామాణిక గురుత్వాకర్షణ కేంద్రంతో, పథం “S” ఆకారపు నమూనాను అనుసరించింది, 7 Hz పౌనఃపున్యం వద్ద సెకనుకు 4 మీటర్ల గరిష్ట వేగాన్ని చేరుకుంది. గురుత్వాకర్షణ కేంద్రానికి మునుపటి సర్దుబాట్లు మరింత ఎక్కువ త్వరణాన్ని అనుమతించాయి, పిచ్ అస్థిరతను ప్రదర్శించకుండా సెకనుకు 6 మీటర్ల వరకు చేరుకుంది, అత్యంత తీవ్రమైన యుక్తుల సమయంలో విద్యుత్ వినియోగం 400 వాట్ల చుట్టూ ఉంటుంది.

సాంకేతిక పరిణామం మరియు సంస్థాగత సందర్భం

క్రూయిజ్ విమానాలకు పరిమితం చేయబడిన 2021లో అందించబడిన మోడల్‌లా కాకుండా, వెర్షన్ 2.0 తక్కువ-వేగంతో కూడిన కార్యకలాపాల కోసం నిర్దిష్ట పునర్నిర్మాణాలను కలిగి ఉంది. కీటకాల-ప్రేరేపిత డిజైన్‌లు తరచుగా ప్రత్యేకమైన స్వేచ్ఛను ఉపయోగించుకుంటాయి, రోబోఫాల్కన్ సకశేరుకాలలో గమనించిన నమూనాలను అనుసరిస్తుంది, ఇది ఉన్నతమైన బయోమెకానికల్ సంక్లిష్టతను అందిస్తుంది. కొత్త ప్రోటోటైప్ క్రియాశీల మరియు క్రియారహిత దశలను సమగ్ర పద్ధతిలో సమన్వయం చేయడం ద్వారా చారిత్రక పరిమితులను పరిష్కరిస్తుంది, శక్తి సామర్థ్య సవాళ్లు ఉన్నప్పటికీ భవిష్యత్ ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలకు ఈ విధానాన్ని ఆచరణీయంగా చేస్తుంది.

షాంగ్సీ ప్రావిన్స్‌లో నిర్వహించిన ఈ పరిశోధన, ఏరియల్ బయోమిమెటిక్ రోబోటిక్స్‌లో గ్లోబల్ బెంచ్‌మార్క్‌గా నార్త్‌వెస్టర్న్ పాలిటెక్నికల్ యూనివర్సిటీ స్థానాన్ని బలోపేతం చేసింది. బాధ్యతాయుతమైన బృందం మునుపటి నమూనాల నుండి మెకానిజమ్‌లను అభివృద్ధి చేసింది, అత్యాధునిక మెకానికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను ఏకీకృతం చేసింది. బయోఇన్‌స్పైర్డ్ డ్రోన్‌ల స్వయంప్రతిపత్తి మరియు విమాన సామర్థ్యంలో భవిష్యత్తు మెరుగుదలల కోసం ఫలితాలు బహిరంగ ఆశాజనక దృక్కోణాలను పొందాయి.