Skupina výzkumníků robotické techniky na americké Stanfordově univerzitě a nizozemské univerzitě v Groninghenu se zamyslela nad tím, jak je možné, že ptáci umí přistát a zachytit se téměř na jakékoliv větvi. Nezáleží přitom, jestli je zrovna tlustá nebo tenká, suchá nebo mokrá, světlá nebo tmavá. „Miliony let evoluce vyústily v to, že přistání ptáků na větvích a odlety z nich vypadají velmi jednoduše,“ vysvětluje jeden z autorů konceptu ptákodronu William Roderick. „Kdybychom měli robota, který se dokáže chovat jako pták, otevřelo by to zcela nové možnosti pro zkoumání přírody.“
Vítězná dronová show. • Zdroj: Spectrum Production
Možnosti pro mezipřistání
Klasický dron může výzkumníkům a lesníkům pomoci při spoustě činností, například při monitorování lesů, vyhledávání živých organismů i skrytých lesních požárů. Problém, kterému čelí, je ten, že si potřebuje čas od času „odpočinout“. Pokud přistane na lesním porostu, může se 40 / snadno stát obětí přírodních vlivů. Vítr jej zafouká listím, hodí na něj větev nebo ho třeba přijdou prozkoumat zvědavá zvířata. Nemluvě o tom, že sestup skrz větve do nižších lesních pater je sám o sobě rizikový.
Dron s pařáty
Ptákodron světoběžník
Právě proto se v hlavách inženýrů zrodil ptákodron. Představuje unikátní kombinaci dvou konceptů. Tím prvním je moderní dron ve formě tzv. kvadrokoptéry, tedy se čtyřmi rotory. Tím druhým jsou robotické pařáty inspirované sokolem stěhovavým. Toho si tvůrci jako svou předlohu nevybrali náhodou. Létá totiž téměř po celém světě, přirozeně se nevyskytuje pouze v Antarktidě, v částech Jižní Ameriky, na Novém Zélandu a na Islandu. „Co nás zaujalo, je to, že jeho manévr je pokaždé úplně stejný, ať přistává na čemkoliv,“ upřesňuje za autory nápadu William Roderick.
Pařáty z 3D tiskárny
Každá noha vytištěná na 3D tiskárně má dvojici motorů. První je zodpovědný za pohyb robotického pařátu tam a zpět, druhý za samotné přichycení na větvi. Energii absorbovanou nárazem do větve stroj ihned přemění v sílu potřebnou na uchycení, celý manévr přitom netrvá déle než 20 milisekund. Po zkouškách v laboratoři vzali výzkumníci ptákodron na testování ve skuteč ném světě v lesích amerického Oregonu, kde si vedl velmi dobře.
Vzhůru do přírody
Sokol stěhovavý je tzv. anisodactyl, tedy pták, který má tři prsty vepředu a jeden v opozici, který je pro uchycení na větvích stěžejní. Autoři ptákodronu zkoušeli i variantu se 2 + 2 prsty, neboť někteří ptáci jako třeba papušci mají přirozeně totouspořádání zvané zygodactyl. A s překvapením zjistili, že na schopnosti přistávat a udržet se na větvích nemá uspořádání prstů žádný zásadní vliv. Svůj výzkum teď chtějí zaměřit zejména na zlepšení situačního vnímání ptákodronu. To znamená, že by jej rádi naučili, jak si vybrat ideální větev pro své přistání a zároveň se vyhnout všem nebezpečím, která na něj v běžném lese čekají.
4 fáze přistání ptáků i ptákodronu:
1. přiblížení k větvi
2. absorpce nárazu
3. ukotvení
4. vyrovnání
Opeřenec se musí ideálním způsobem přiblížit k větvi, na kterou chce přistát. Ihned po kontaktu začíná fáze absorpce nárazu, kdy je třeba zkrotit přebytečnou pohybovou energii. Následuje ukotvení, tedy okamžik, kdy pták svým pařátem obejme větev, aby z ní nespadl. Poslední a možná vůbec nejdůležitější činností je vyrovnání, kdy pták hledá ideální stav, ve kterém je jeho těžiště ve správném místě a nemusí vynakládat energii na to, aby nepřepadl dozadu či dopředu. Všechny tyto fáze pečlivě napodobuje i umělý ptákodron z dílny univerzitních výzkumníků.
Objevte další zajímavosti z moderní techniky:
