坚持着陆:以昆虫为灵感的策略,安全着陆的飞翼空中微机器人
Nak-Seung P Hyun1,2, Christian M Chan1, Alyssa M Hernandez1
1John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Massachusetts Hall, Cambridge, MA 02138, USA.
Science robotics
|April 16, 2025
概括
这项研究提出了一种生物灵感的方法,用于安全着陆的飞翼微型飞行器. 通过模仿昆虫腿部的服从和撞击前的机动,该系统在自然地形上实现稳定的着陆.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物启发工程 生物启发工程
- 航空机械学 航空机械
背景情况:
- 飞行昆虫表现出不同的着陆策略,从受控的下降到减轻冲击的身体运动.
- 在各种表面上实现稳定的着陆仍然是微型飞行器 (MAV) 的挑战.
- 昆虫着陆机制为机器人系统提供了宝贵的见解.
研究的目的:
- 开发一个结合机械和控制策略,以确保飞机安全准确着陆.
- 设计具有生物灵感的符合规范的腿,可以消散撞击能量.
- 为了创建模仿昆虫着陆轨迹的撞击前控制序列.
主要方法:
- 由起重机腿灵感设计的符合损失的腿,探索姿势,关节数量和位置的变化.
- 制定了控制策略,以管理空气动力学地面效应并利用腿部合规性.
- 集成的腿部设计和控制,用于冲击前的序列,包括加速和减速.
- 在自然地形上使用昆虫规模的飞翼空中微型机器人 (RoboBee) 验证了这一方法.
主要成果:
- 生物灵感的合规腿在着陆期间有效地分散了冲击能量.
- 控制着陆序列,包括撞击前的机动,显著提高了着陆成功率.
- 机器人Bee平台在自然地形上演示了安全,准确和稳定的着陆.
结论:
- 一种结合机械和控制方法,灵感来自昆虫的着陆行为,使MAV能够进行强大的着陆.
- 对于克服着陆挑战,损失适合的腿和优化的撞击前轨迹至关重要.
- 这项研究为更具多功能性和可靠性的空中微机器人铺平了道路,这些机器人能够在复杂的环境中运行.
