Kuşlardan İlham Alınarak
Drone'lar İçin Kıskaçlı İniş Sistemi Geliştirildi
Hayvanları gözlemleyerek icat yapmak çok bilindik bir yöntem. Örneğin, jet uçakları, mürekkep balığının itme gücünü inceleyerek ilham alındı ve yapıldı. Uçak tasarımı ise akbabalardan, dalgıçların kullandığı palet balinalardan, radar sistemleri yarasalardan, fermuar sinek ağzından, sonar cihazı, yani ses dalgalarını herhangi bir cisme çarparak geri dönmesiyle uzaklık ve büyüklük belirleyen teknoloji ise yunuslardan esinlenerek geliştirildi.
Şimdi ise kuşların iniş yaptığı dar ya da tehlikeli alanlarda pençeleri ile iyice kavrayıp düşmemeleri, drone'ların inişi için ilham kaynağı oldu. Çünkü, kuşların, dallara ve sivri dik kayalara güvenli bir şekilde inebilmesi için kelimenin tam anlamıyla mükemmel bir ayak yapısına sahip olduğunu zaten biliyoruz.
Araştırmacılar, bacak-pençe sistemi örneğini taklit ederek, dronların dallara tünemesini veya tıpkı avını pençesiyle kavrayıp uçabilen kuşlar gibi, nesneleri tutup uçmasını sağlayan bir robotik iniş sistemi geliştirdiler. “SNAG” adı verilen bu sistem gelecekte, doğal çevreyi keşfederken drone'ların çok daha fazla detay yakalayabilecek yerlere konmasını ya da enerji tasarrufu için molalar vermesini sağlayabilecek.
Bu teknolojiye ilham kaynağı ise, papağanların iniş davranışları oldu.. Bilim insanları, papağanların özel tünekler arasında ileri geri uçarken kullandıkları metotları yüksek hızlı kameralar kullanarak kaydettiler. Papağanların bu araştırma için konması gereken yerler farklı boyutlar ve farklı malzemeler ile tasarlandı. Örneğin, Ahşap, köpük, zımpara kağıdı veya teflon. Çünkü doğada kuşların iniş yaptığı yerlerde zaten kalın, ince, kambur, kaygan gibi birçok farklı özelliğe sahip ve kuşlar yine de sorunsuz bir şekilde inebiliyor.
Kuşların doğadaki sorunsuz inişinin sebebi, pençe ve bacaklardaki işleyiş sistemidir.
Normalde drone'ların düz olmayan yüzeylere sahip hedeflere iniş yetenekleri oldukça sınırlı. Bu problemi çözmek için kuşların yakalama ve iniş yöntemleri, Stanford Üniversitesi'nden William Roderick ve ekibi tarafından araştırıldı.
Araştırmada sadece kuşların inişi değil aynı zamanda, sensörler aracılığıyla, yere inerken, otururken ve havalanırken sarf ettikleri fiziksel kuvvetler de kaydedildi.
Roderick, "Şaşırtıcı olan, hayvanların, indikleri yüzeyden bağımsız olarak her farklı yüzeye aynı manevraları ile iniş yapmalarıydı" diyor. “Kuşlar yüzey yapısının değişkenliğine ve karmaşıklığına duyarlı bir şekilde tepki verme işini ayaklarına bırakıyorlar”.
Araştırmacılar, bu durumun, her inişte dikkatlice uygulanan bir davranış meselesi olmadığını, daha ziyade kuşların esnek iniş yeteneklerinin altında yatan, bir klişe mekanizmaya bağlı olduğunu açıkladı.
“Stereotyped Nature-ilhamed Aerial Grasper” (SNAG) projesi işte bu kuşların iniş mekanizması taklit edilerek geliştirildi.
Bir quadrocopter drone'a bağlanabilen teknik bir bacak ve pençe sistemi, SNAG'den alınan veriler ile, şahinlerin bacak ve pençe yapıları üzerinde modellendi.
Bu teknik için kuşların ayak kemikleri, 3D baskısıyla plastik olarak basıldı. Kuşun ayak kasları ve tendonlarının işlevi ise , motorlar ve misinalar tarafından gerçekleştirildi.
Ayrıca kuşlarda kullanılan yapı ve süreçlerden ilham alınarak yapılan robotik sistemin bir mekanizması da, iniş sırasında darbe enerjisini emerek, kavrama kuvvetine dönüştürüldü.
Araştırmacılar, özel bir kompanzasyon algoritması ile drone'ları sabit bir konuma getirmeyi başardı.
SNAG'ın 20 milisaniye içinde tetikleyip kapatılabilen güçlü ve hızlı bir bağlantıya sahip olduğunu açıkladılar. Mekanizmanın bir kolu kontrol altına alınır alınmaz, entegre bir ivmeölçer, inişi sisteme bildiriyor ve bu da stabilizasyon fonksiyonunu etkinleştiriyor.
Araştırmacılar, pratik testler yoluyla sistemin performansını kanıtladılar. Bu şekilde, SNAG ile donatılmış bir drone'un farklı tasarımdaki nesnelere de güvenli bir şekilde inebileceğini ortaya koydular. Bu başarıya ek olarak, yeni teknoloji ile donatılmış drone'lar küçük nesneleri tutulabilir ve taşıyabilirler.
Deneyler, tekno pençelerin temas halinde çok hızlı tepki verdiğini ispatladı. Örneğin fasulye dolu bir çuval veya tenis topu gibi fırlatılan nesneleri sorunsuz tutabiliyorlar.
Bilim insanları, SNAP'in performansını doğal koşullar altında da test ettiler. Bir ormandaki dallara yapılan iniş testleri başarıyla tamamlandı.
Roderick ve meslektaşlarına göre, drone'ların potansiyeli, her şeyden önce uçuş molalarında yatmakta. Çünkü yüksek enerji ihtiyacı ve drone'ların iniş fırsatlarının olmaması, kullanılabilirliğini ciddi şekilde kısıtlıyordu. Yeni teknoloji drone'lar sayesinde bu sorunlar artık ortadan kalkacak.
Araştırmanın başarılı lideri Roderick "Kuş gibi davranabilen bir robotumuzun olması, çevreyi araştırmada bizlere tamamen yeni yollar ve keşifler açacaktır" dedi.
Çeviri :İnanç Kaya
Kaynak : https://www.wissenschaft.de/technik-digitales/griffiges-lande-system-fuer-drohnen/
