Para proteger robôs voadores sem atrapalhar seu vôo, Especialistas imperiais encontraram respostas na antiga arte do origami.

Inspirando-se na antiga arte de dobrar papel, cientistas do Laboratório de Robótica Aérea do Imperial College London equiparam drones com peso leve, amortecimento absorvente de impacto para protegê-los de choques e arranhões.

Sua pesquisa, publicado em Ciência Robótica , mostra como drones equipados com o Rotary Origami Protective System (Rotorigami) incorrem em menos força e danos durante uma colisão, e, portanto, são capazes de continuar voando após o impacto com obstáculos.

Autor principal, Dr. Pooya Sareh, que liderou a pesquisa no Departamento de Aeronáutica do Imperial e agora dirige o Laboratório de Engenharia de Design Criativo da Universidade de Liverpool, disse:"Usando uma camada protetora inspirada em origami, construímos uma maneira de permitir que robôs voadores em miniatura naveguem em espaços confinados ou desordenados com segurança e eficiência. "

Dobrando sob pressão?

Dr. Sareh e seus colegas dobraram uma fina, folha leve de plástico em um descendente da dobra Miura-ori - um padrão de origami simples particularmente adequado para aplicações de engenharia.

Eles construíram a estrutura de proteção em torno de uma moldura interna giratória (foto acima). Esta estrutura protegia todas as hélices de uma só vez de colisões laterais, e ajudou a manter o veículo no ar durante e após o impacto.

Os pesquisadores testaram e compararam a eficácia dos drones equipados com Rotorigami com os projetos existentes. Eles descobriram que a estrutura de proteção ajudou a reduzir a força de um impacto, e ajudou a evitar que o drone girasse descontroladamente após o impacto. mantenha o drone na posição vertical depois.

Dr. Sareh disse:"Fizemos com sucesso um peso leve, absorção de impacto, pára-choques giratório para drones que os torna mais resistentes a colisões. "

Evitando acidentes

Embora os drones sejam equipados com software de detecção e prevenção de obstáculos, muitas vezes não conseguem evitar obstáculos que são menos fáceis de detectar, como janelas e fios. O equipamento pára-choques, portanto, protege o drone de qualquer colisão que aconteça.

Investigador principal do projeto, Dr. Mirko Kovac, Diretor do Laboratório de Robótica Aérea da Imperial no Departamento de Aeronáutica, disse:"Muitos insetos, como moscas ou abelhas, use uma combinação de técnicas de prevenção de impacto e resiliência de impacto. Eles dependem amplamente de sistemas de detecção e prevenção de colisões - mas também têm estruturas de proteção no caso de ocorrer uma colisão. Aplicamos esse mesmo conceito ao nosso trabalho aqui. "

O Dr. Kovac acrescentou:"Acredito que os futuros veículos aéreos combinarão as tecnologias de prevenção de colisões com um novo hardware de segurança e resiliência ao impacto que usa novos materiais e estruturas."

Próximo, a equipe analisará como mitigar os danos da parte superior e inferior dos drones. Dr. Sareh disse:"Nós tratamos das colisões laterais - agora devemos ver como proteger os drones de cima e de baixo."

Dr. Kovac acrescentou:"Este é um grande exemplo de uma nova geração de 'robôs aéreos suaves' que podem navegar obstáculos com segurança e eficiência."

No futuro, eles querem usar seus designs de pára-choques de origami em drones maiores que navegam em florestas tropicais, ou aqueles com cargas pesadas, como entrega de sangue para transfusões - embora observem que o uso de drones totalmente autônomos em operações não supervisionadas ainda está muito longe.

O trabalho apresentado neste artigo foi financiado pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e Engenharia do Reino Unido (EPSRC)

"Rotorigami:Um sistema de proteção de origami rotativo para helicópteros robóticos" por Pooya Sareh, Pisak Chermprayong, Marc Emmanuelli, Haris Nadeem e Mirko Kovac, publicado em 26 de setembro de 2018 em Ciência Robótica .