Разработана модель для создания стабильных роботов с машущими крыльями

Учёные из Корнеллского университета создали вычислительную модель, которая объясняет механизмы стабилизации полёта насекомых. Результаты исследования опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Команда под руководством профессора З. Джейн Ванга преобразовала трёхмерную модель полёта в упрощённую версию с пятью ключевыми параметрами. В неё вошли отношение массы крыла к массе тела, нагрузка на крыло, положение шарнира крыла, частота и амплитуда взмахов. Модель сохранила основные физические характеристики взаимодействия тела и крыла.

Анализ данных позволил вывести две формулы для оценки стабильности полёта. Формулы учитывают взаимосвязь между инерцией крыла и корпуса в зависимости от частоты колебаний, расположения шарниров и соотношения масс. Исследователи выявили антирезонансное состояние, при котором летающее существо контролирует колебания тела без активного управления.

Работа началась более десяти лет назад с изучения нервной системы плодовых мушек. Предыдущие исследования показывали, что большинство насекомых пассивно нестабильны и нуждаются в нервных цепях для управления полётом. Новая модель продемонстрировала, что многие формы машущего полёта обладают пассивной стабильностью.

Модель позволяет настраивать форму и частоту взмахов крыльев для достижения стабильного полёта без сложных систем управления с обратной связью. Методика применима для классификации крылатых животных и изучения эволюции полёта.

Источник: Tech Xplore