Mali leteći robotići, ne veći od komarca

Akcelerometar, kamera i mikroprocesor čine hardver senzorskog i autonomnog sustava

Mladen Smrekar četvrtak, 22. prosinca 2022. u 19:18

Tamo negdje u smiraju osamdesetih, točnije 1989. godine, Rod Brooks i Anita Flynn napisali su članak neobičnog naslova "Brzo, jeftino i izvan kontrole: robotska invazija Sunčevog sustava". Rad objavljen u časopisu The Journal of the British Interplanetary Society istraživao je ideju da umjesto jednog velikog, kompliciranog i iznimno skupog robota u istraživanje Marsa pošaljemo rojeve malih, jednostavnih i iznimno jeftinih robota.

Senzorski hardver

Otad su prošle godine i desetljeća, a da se robotičari još nisu primakli tom cilju. No, novi rad Sawyera Fullera, voditelja Autonomous Insect Robotics Laba pri Sveučilištu Washington pokazuje da je moguće sastaviti potreban senzorski hardver koji će letećim robotićima, ne puno većima od zrnca riže, omogućiti stabilan, autonomni let.

Cijeli harver hardver teži jedva 6,2 miligrama i koristi 167 mikrovata snage
Cijeli harver hardver teži jedva 6,2 miligrama i koristi 167 mikrovata snage

Da bi leteći robotić bio autonoman, on mora moći održati vlastitu stabilnost koristeći senzore pomoću kojih će znati gdje se nalazi i održati željeni smjer kretanja. To je posebno teško izvesti kod malih letećih robota, podložnih zračnim strujama i turbulencijama. 

No, biti malen ima i neke prednosti: što je letjelica manja to otpor zraka postaje dominantniji, a ugrađeni žiroskop postaje nevažan. To znači da vam treba samo akcelerometar, povezan s optičkom kamerom i mikrokontrolerom, piše Fuller u novom broju časopisa Science Robotics.

Uspješna testiranja

Kamera o kojoj piše profesor Fuller visoka je i široka samo 0,65 milimetara, dugačka 1,2 mm i teška jedva miligram, a može se nabaviti u boljim trgovinama. Sveukupno, ovaj hardver teži jedva 6,2 miligrama i koristi 167 mikrovata snage, što bi u teoriji moglo biti prikladno za letećeg robota od 10 mg, što pak odgovara veličini većeg komarca. 

Stvarna veličina letećeg robotića s potrebnim harverom
Stvarna veličina letećeg robotića s potrebnim harverom

Robotski komarci još ne postoje pa su istraživači djelotvornost sustava ispitali pomoću drona veličine dlana koji pokreće simulirane senzore. Testiranje je pokazalo da je sustav mogao uspješno procijeniti položaj drona te otkriti smetnje od naleta vjetra. Ponašao se poput stvarne vinske mušice u stvarnom svijetu.

Napajanje pomoću sunca

Slično Brooksovoj i Flynnovoj viziji rojeva jeftinih robotića, i Fuller vidi smisao u izradi robota veličine komarca.  Mali leteći robotski kukci, smatra on, revolucionizirat će atmosfersku 'telemetriju' zraka na malim visinama, odnosno daljinsko detektiranje sastava i strujanja zraka. 

Ovi bi se leteći roboti, kaže Fuller, napajali pomoću sunca ili unutarnje rasvjete koja pogoduje malim razmjerima, a kemijski senzor mogla bi biti antena za insekte, što je njegova grupa već demonstrirala u "smelikopteru", minijaturnoj letjelici koja otkriva neželjene mirise. 

Primjene tog uređaja uključuju rano otkrivanje šumskih požara, pojave štetočina u poljoprivredi, zakopanih eksploziva ili mapiranje opasnih hlapljivih tvari kako bi se pronašlo curenje stakleničkih plinova ili širenje zrakom bolesti.