Drone yang terinspirasi oleh raptor dengan sayap dan ekor yang berubah-ubah. Kredit: EPFL 2020 / Alain Herzog
Insinyur EPFL telah mengembangkan drone dengan sayap dan ekor berbulu yang membuatnya tidak bisa terbang.
Aster utara adalah hewan liar yang cepat dan kuat yang terbang dengan mudah melalui hutan. Burung ini adalah inspirasi desain untuk drone generasi berikutnya yang dikembangkan oleh para ilmuwan di Laboratorium Sistem Cerdas EPFL yang dipimpin oleh Dario Floreano. Mereka dengan cermat mempelajari bentuk sayap dan ekor burung serta perilaku terbangnya, dan menggunakan informasi tersebut untuk mengembangkan drone dengan karakteristik serupa.
Elang menggerakkan sayap dan ekornya secara beriringan untuk mencapai gerakan yang diinginkan, apakah itu perubahan arah yang cepat saat berburu di hutan, terbang cepat saat berburu mangsa di tempat terbuka, atau saat itu berencana secara efektif untuk menghemat energi, ”kata Enrico Ajanic, penulis pertama dan mahasiswa doktoral di lab Floreano. Dan Floreano menambahkan, “Konsep kami mengekstrak prinsip penerbangan gesit untuk membuat drone yang dapat mendekati performa terbang burung pemangsa, tetapi juga membuktikan hipotesis biologis bahwa morphing tail memainkan peran penting dalam mencapai belokan yang lebih cepat. , perlambatan, dan bahkan penerbangan lambat. “
Tampilan jarak dekat dari sayap drone yang terinspirasi oleh penculik. Kredit: EPFL 2020 / Alain Herzog
Pesawat tak berawak yang menggerakkan sayap dan ekornya
Insinyur telah merancang drone yang terinspirasi burung dengan morphing wing pada tahun 2016. Dalam selangkah lebih maju, model baru mereka dapat menyesuaikan bentuk sayap dan ekornya berkat bulu buatannya. . “Memang cukup rumit untuk merancang dan membangun mekanisme ini, tapi kami telah mampu meningkatkan sayap sehingga berperilaku lebih seperti goshawk,” kata Ajanic. “Sekarang drone memiliki ekor berbulu yang berubah sinergi dengan sayap, ia memberikan kelincahan yang tak tertandingi.” Drone mengubah bentuk sayap dan ekornya untuk mengubah arah lebih cepat, terbang lebih lambat tanpa jatuh ke tanah, dan mengurangi hambatan udara saat terbang cepat. Pesawat ini menggunakan baling-baling untuk mendorong ke depan daripada mengepakkan sayap karena lebih efisien dan membuat sistem sayap dan ekor baru dapat diterapkan pada drone bersayap dan udara lainnya.
Enrico Ajanic dengan drone yang terinspirasi oleh penculik yang dikembangkan di EPFL. Kredit: EPFL 2020 / Alain Herzog
Keuntungan dari drone bersayap dibandingkan dengan desain quadrotor adalah mereka memiliki waktu terbang yang lebih lama dengan bobot yang sama. Namun, kuadran cenderung memiliki ketangkasan yang lebih tinggi, karena dapat berdiri di tempat dan berbelok tajam. “Pesawat tak berawak yang kami kembangkan ada di tengah-tengah. Ia bisa terbang untuk waktu yang lama tetapi hampir secepat paha depan,” kata Floreano. Kombinasi fitur ini sangat berguna untuk terbang di hutan atau kota di antara bangunan.
Peluang untuk kecerdasan buatan
Menerbangkan drone jenis baru ini tidaklah mudah, karena banyaknya kemungkinan konfigurasi sayap dan ekor. Untuk memanfaatkan sepenuhnya kemampuan penerbangan drone, tim Floreano berencana untuk mengintegrasikan kecerdasan buatan ke dalam sistem penerbangan drone tersebut sehingga dapat terbang secara semi-otomatis. Penelitian tim dipublikasikan di Robotika Ilmiah.
Drone yang terinspirasi oleh raptor dengan sayap dan ekor yang berubah-ubah. Kredit: EPFL 2020 / Alain Herzog
Referensi: “Mutasi sayap dan ekor yang diinspirasikan secara biologis memperluas kemampuan penerbangan drone” oleh Enrico Ajanic, Mir Feroskhan, Stefano Mintchev, Flavio Noca dan Dario Floreano, 28 Oktober 2020, Robotika Ilmiah.
DOI: 10.1126 / scirobotics.abc2897
Pendanaan: NCCR Robotics