Amerikaanse onderzoekers bouwen vleermuis-robot

Twee onderzoekers van een Amerikaanse universiteit hebben vleermuizen als inspiratiebron voor hun micro-luchtvoertuig gekozen. De kleine robot weegt ongeveer zes gram en zou als verkenningsvoertuig of mobiele sensor dienst kunnen doen.

De twee wetenschappers die verantwoordelijk zijn voor de robot-vleermuis, zijn doctoraalstudent Gheorghe Bunget en zijn begeleider, doctor Stefan Seelecke. De onderzoekers, werktuigbouwkundigen aan de staatsuniversiteit van North Carolina, lieten zich inspireren door de natuur teneinde een efficiënte vliegende micro-robot te ontwikkelen. De vleermuis-robot verkeert nog in het ontwikkelstadium: momenteel is het slechts een skelet waaraan nog een membraan voor de vleugels moet worden bevestigd, en ook de kunstmatige gewrichten moeten nog worden afgebouwd.

De kunstmatige vleermuis is kleiner dan een menselijke hand en met zijn gewicht van ongeveer zes gram kan het ontwerp als surveillance-middel worden ingezet, maar kan het ook dienen om meer inzicht in bepaalde aspecten van de aerodynamica te verkrijgen. Volgens Seelecke lag het voor de hand om de natuur als inspiratiebron voor het apparaat te gebruiken: op deze schaal is de wiekslag van een vleugel de efficiënste methode van voortbewegen, effectiever dan het gebruik van een vliegtuigvleugel of hekrotor.

Om de bewegingen van vleermuisvleugels zo goed mogelijk te benaderen en het gewicht binnen de perken te houden, gebruiken de onderzoekers voor de kunstspieren een geheugenmetaal. Deze elektrische spieren, gemaakt van een nikkel-titaniumlegering, zijn onder de merknaam Nitinol verkrijgbaar. Dit materiaal trekt samen onder elektrische spanning en krijgt zonder stroom weer zijn normale lengte. Bovendien kunnen de dunne draden als proprioreceptoren worden ingezet, aangezien hun weerstand afhankelijk is van hun lengte: zo kan op het gewicht van het ontwerp bespaard worden. Het prototype moet in september afgebouwd zijn: Bunget en Seelecke zullen hun onderzoek dan presenteren tijdens een bijeenkomst van de American Society of Mechanical Engineers.

Reacties (27)

Ik heb zeer sterke twijfels bij de bruikbaarheid van geheugenmetaal voor het aandrijven van deze robot.

Ten eerste reageert SMA (Shape Memory Alloy) op temperatuur, wat betekent dat als je dit ding wilt doen flapperen, je de SMA-elementjes zeer snel moet kunnen opwarmen, en vooral afkoelen. Warmte die allemaal níet in mechanische energie omgezet wordt.

Ten tweede heeft de temperatuur-vorm-karakteristiek een zeer grote hysteresis, wat inherent verliezen met zich meebrengt.

SMA's kunnen gebruikt worden voor actuatoren, maar niet om een snel flapperende, batterijgevoede vleermuisrobot aan te drijven.

In het artikel word vermeld dat het materiaal samentrekt onder elektrische spanning en zonder stroom weer zijn normale lengte krijgt.
Het kan zijn dat in het artikel word verkeerde informatie gegeven en dat het materiaal helemaal niet door elektriciteit kan samentrekken en dat het een publiciteitsstunt is, maar het kan ook zijn dat het materiaal zowel door warmte als door elektriciteit kan samen trekken, of ze hebben een andere materiaal gebruikt die alleen door elektriciteit kan samen trekken. Maar ik ga voor mijn tweede suggestie.

Fietsventje heeft het wel correct, in het artikel staat:

"Dit materiaal trekt samen onder elektrische spanning en krijgt zonder stroom weer zijn normale lengte"

Op zich is dat al een creatieve omschrijving, spanning en stroom door elkaar. Stroom zelf is ook niet echt een interessante parameter en met spanning zou het eerder piezoelectrisch materiaal zijn. Maar dat is inderdaad geen goede omschrijving van het materiaal.

De stroom verwarmt, en de verwarming is nodig voor het uitzetten en krimpen. De stroom niet. Note dus dat hitte verstoken en snel wegpompen de basiskenmerken van dit materiaal zijn. Laat hitte stoken en snel wegpompen om het geheel nog eens te herhalen, nou niet de meeste energiezuinige methode zijn.. Maar goed.

Zoals je kan lezen in de link van het artikel over dit materiaal:
"An electric current may be passed through the wire to heat it electrically. When the material cools it can be stretched back it its original length."

Er staat ook dat het 2 tot 5% uit kan rekken, met een contraction time van 1 seconde if lucky. Kansloos.

[Reactie gewijzigd door JahunP op 9 juli 2009 01:43]

Maar als je dit materiaal bij elke beweging dat materiaal zou willen laten opwarmen, om samen te laten trekken, door een stroom doorheen te laten lopen, zou deze robot 'vleermuis' enorm veel verbruiken lijkt mij zo. Dus zou die ook een relatief grote accu mee moeten sjouwen en daar is de 6 gram denk ik niet genoeg voor om dat in dit prototype te herbergen.

Whoa, dat Nitinol is wel een superhandig materiaal. Ik kan nu al tientallen toepassingen bedenken. Misschien ook iets voor in de geneeskunde? Als iemand een vinger is verloren, is dit spul misschien wel een goede uitkomst voor precieze bewegingen.

Zou leuk speelgoed zijn, haha.

leuke uitvinding, daar gaat de privicy

Maar kan goed voor oorlogsgebieden en dergelijke dienen. Niet te onderscheiden van echt

leuke uitvinding, daar gaat de privicy

Dat is niet alleen hierdoor hoor, Je privacy staat al even op de tocht;) Maargoed, hoeveel privacy heb je nu nog echt? Dat is een gevolg van de digitalisering en ontwikkelingen in de techniek.

Overigens kan ik meer gebruiksdoeleinden bedenken bij dit (euh) beestje (?), dan alleen spionage.

Ik heb ook een stukje van dat spul liggen, memory wire wordt het ook wel genoemd. Het is goed te gebruiken in de modelbouw, het enige nadeel is dat het maar iets van 3% krimpt. Je hebt dus al 20cm nodig voor 6mm krimp.

Vandaar dat het meestal in spiraalvorm gebruikt wordt.

Nitinol wordt al jaren in de orthopedie toegepast

Het enigste wat jammer is, dat spul 70-90 C moet worden om als "spier" te furgeren.
Zou behoorlijk goed geisoleerd moeten worden om intern voor medische doeleinden te gebruiken.
Zie: http://www.imagesco.com/catalog/nitinol/index.html

Ik weet niet hoe het met jou zit, maar ik word niet zo graag van binnenuit gekookt
Voor externe protheses zal het wel goed werken echter.

[Reactie gewijzigd door bbr op 8 juli 2009 12:00]

Wat is het nut van die oortjes op het lichaam? Of gaan ze ook sonar toevoegen?

Puur voor de esthetiek misschien

Ik kan me voorstellen dat ze inderdaad iets met sonar gaan doen hierbij. Als het inderdaad gebruikt wordt voor spionagedoeleinden, is dat misschien handig.

In dat geval kan het ook handig zijn als je robot-vleermuis zoveel mogelijk op een normale vleermuis lijkt?

hebben vleermuizen als inspiratiebron voor hun micro-luchtvoertuig gekozen

Ze bedoelen 'ontwerp gejat'

Maar goed... levende dieren zijn vaak erg ervaren met vliegen en weten precies wat te doen bij verschillende weersomstandigheden... Dat is niet iets wat makkelijk na te bootsen is

Robots worden vaak gebouwd met een mens, dier of insect als bouwtekening.
De natuur heeft namelijk al miljoenen jaren kunnen werken aan een efficient ontwerp.

lijkt eerder een gemuteerde spin.

Ik vind het altijd zo knap hoeze die kleine motortjes enzo maken en zo licht dat ze er nog mee kunnen vliegen.

Zij gebruiken dus geen motoren, maar samentrekkende metalen die reageren op een elektrische puls.

Wel vervelend dat je het usb-laadstation ondersteboven in de de kelderkast moet bevestigen.

O? Drinkt deze dan geen stroom door zijn hoektanden in de televisie koelkast of magnetron te zetten?

Tja, lijkt volgens het artikel wel of ze dit zelf bedacht hebben, maar er zijn al meerdere projecten gestart:
http://solreka.com/blog/c.../solar-powered-spy-plane/

Volgens mij allemaal gebaseerd op deze 10M $ grant:
http://smart-machines.blo...at-for-urban-warfare.html

Er zit nog geen membraan op of gewrichten aan en het is nogal de vraag of je dat spul wel kan gebruiken als artificial spieren voor iets dergelijks. Laat staan dat ie langer in de lucht blijft hangen dan een papieren vliegtuigje. Meerendeel vooral grootse plannen.

Daarnaast is het van een random uni somewhere.
Wat de heck doet dit in het rijtje nieuws?

[Reactie gewijzigd door JahunP op 8 juli 2009 11:16]

Beetje flauw om een nieuwsbericht te maken van iets wat er geheel niet is of enigzins kans maakt iets te worden.

Lijkt me iets te negatief, waarom zou dit volgens jouw geen kans maken, als ik de foto bekijk zijn ze al een heel eind (ook al hebben ze nog veel uit te werken)

Is dat Nitinol niet hetzelfde materiaal dat Batman gebruikt voor zijn 'vleugels'?

Dat hangt af van welke bouwjaar Batman je in gedachte neemt, in de Jaren 60 was het iig " Batinol "