Mikro‑luftfartøjer (MAV’er) udvikler sig hurtigt og tager inspiration fra bestøvere

Udenbemannede luftfartøjer får måske al opmærksomheden, men de er ikke de eneste flyvende robotter i byen. Mikro‑luftfartøjer (MAV’er) er deres mindre fætre. Disse små enheder kan være nøglen til at forbedre søgning og redning, landbrug og andre vigtige industrier.

Mikro–luftfartøjer (MAV’er)

Mikro‑luftfartøjer er en undersektor af flyvende køretøjer. De har en miniature størrelse, der ligner insekter, og er designet til nærgående handlinger og støtte. De er ideelle til scenarier, hvor størrelse er en begrænsning for projektets mål. Bemærkelsesværdigt kunne MAV’er en dag forbedre kortlægning, redningsoperationer, overvågning og landbrug.

Eksisterende problemer

MAV’er er mere end formindskede versioner af deres større UAV‑modparter. Disse enheder baserer sig ofte på at efterligne naturen for at opnå deres fremdrift. Det er almindeligt, at MAV’er benytter flappende vinge‑designs. Denne struktur giver evnen til at svæve og flyve effektivt. Dog har nogle alvorlige ulemper gjort det svært at skabe pålidelige MAV’er.

For det første betyder flyvning i så lille skala, at enheden er ekstremt sårbar over for påvirkning fra eksterne faktorer. Stærk vind, ændringer i luftdensitet, regn og andre faktorer er blot nogle få eksempler på forhold, der kan begrænse MAV’ers flyveevne.

Derudover er der en mekanisk belastning på MAV’er. Deres miniaturevinger skal flappe hundreder af gange i sekundet for at opnå løft. Denne handling påfører enorm slitage og drejningsmoment på vingerne, hængsler, gear og andre interne komponenter, hvilket øger risikoen for fejl.

Nødvendige kapaciteter

Udover den kortere levetid, som MAV’er oplever, er de også langt mindre kapable end større robotter. De nuværende designs kan kun svæve i mindre end 10 sekunder. Derudover er de ude af stand til at gennemføre andet end de mest grundlæggende baner. Heldigvis er disse små enheder ved at få en betydelig opgradering.

Mikro–luftfartøjer (MAV’er) opgraderingsstudie

MIT‑forskerne afslørede for nylig en række opgraderinger af deres MAV’er i en undersøgelse kaldet ‘Acrobatics at the Insect Scale: A Durable, precise, and Agile micro–-aerial robot¹‘. Rapporten viste, hvordan forbedringerne muliggør større flyvepræcision, samtidig med at belastningen på enheden minimeres. De opgraderede MAV’er oplevede forbedret holdbarhed og blev testet med stød‑ og vindtests. Det nye vingedesign viste modstandsdygtighed over for påvirkning og revnedannelse.

Testfase

Forskeren skabte en avanceret 750‑milligram flappende‑vinge MAV som en del af deres testfase. Denne enhed havde kunstige vinger baseret på insektdesigns, inklusive stængler understøttet af tynde gennemsigtige vinger.

Kilde – MIT

Flyvekapaciteter

MAV’en udførte flere flyvetests for at undersøge dens kapaciteter. I modsætning til forgængerne var den opgraderede enhed i stand til komplekse flyvebaner og endda akrobatik som flips. Holdet udførte flere luftflips på kommando, hvilket viste, hvor smidig det nye design er i forhold til konkurrenterne.

MIT‑MAV’en er også hurtigere. Enheden demonstrerede en gennemsnitshastighed på 30 centimeter per sekund, med en top på omkring 100 cm/s. Når dette kombineres med den ekstra smidighed, viser de massive forbedringer i ydeevne inden for MAV‑sektoren.

Lastkapacitet

En af de mest interessante fund i undersøgelsen er, at den nye MAV kan bære en lille last. Indtil videre kan denne last omfatte batterier for at forlænge flyvetiden eller ekstra sensorer for at give mere kontrol eller observationskapacitet.

Milepælsresultater

Testresultaterne afslørede nogle imponerende gevinster. For eksempel svævede MIT‑MAV’en i 1000 sekunder. Denne tid er længere end alle andre MAV‑flyvetider samlet. Som sådan udgør den et milepæl for ingeniører og hele markedet.

Bemærkelsesværdigt er MAV’en langt mere smidig end sin forgænger, hvilket gør det muligt for enheden at manøvrere gennem trange og svært tilgængelige steder. Når den anvendes med fremtidig sværm‑teknologi, kan det resultere i hold af super‑hurtige MAV’er, der kombinerer kræfter for at udføre opgaver, der overstiger deres kapaciteter.

De opgraderede vinger, motorer og hængsler gav mange fordele for MAV‑ydelsen. For det første demonstrerede MIT‑MAV’er meget hurtigere hastigheder og ekstra manøvredygtighed. Derudover kunne de håndtere flere påvirkninger, især langs den tynde vinge, mens de flappede, hvilket resulterede i en længere levetid.

Fremtidige anvendelser

Flere anvendelser af MAV’er kan hjælpe med at ændre folks liv globalt. Følgende er nogle af de bedste eksempler:

Kunstig bestøvning

Disse små enheder kan bruges til at efterligne naturlige hændelser som bestøvning. Robotbestøvning har længe været et mål for indendørs haveentusiaster, der ser teknologien som et skridt mod bæredygtighed. Den samme teknologi kunne en dag hjælpe rumrejsende med at overleve ved at få deres indendørs haver til at trives.

Søgning og redning

En primær anvendelse af denne teknologi er inden for søgning‑ og redningssektoren. Små robotter som denne kan rejse gennem trange vragrester. De kan udstyres med sensorer, der hjælper dem med at lokalisere liv og kommunikere med personer fanget i murbrokker eller andre svært tilgængelige steder. De kan endda bære en lille last som et smertestillende middel til personen, hvis det er nødvendigt.

Brug af mikro‑luftfartøjer (MAV’er) til kortlægning

Forestil dig en sværm af MAV’er, der udfører kortlægning af et område. Disse enheder kan indhente præcise og indrammede målinger, som kan kombineres for at skabe et mere detaljeret og nøjagtigt kort over lokationer. Den ekstra sensor kan også muliggøre real‑tids sporing af området. Denne kapacitet kan være særligt nyttig til overvågning af miljømæssige risici.

Militære anvendelser af mikro‑luftfartøjer (MAV’er)

Militæret er en stærk fortaler for MAV‑teknologi. Deres brug til overvågning er en vigtig faktor, der driver støtten til teknologien. Sværme af MAV’er kan overvåge store områder med minimal risiko for tab. Derudover kan de bruges til måludpegning og mere.

Landbrug

Landbrugs‑ og landbrugssektoren kan bruge MAV på forskellige måder. Disse enheder kan bruges til at bekæmpe insekter og andre skadedyr. Derudover kan de sættes op til at kontrollere afgrøder for sygdomme eller andre lidelser. Der er også drøftelser om at bruge sværme til såning og næringsstofdistribution.

Modtagere

Flere industrier vil drage fordel af de MAV‑opgraderinger, der er beskrevet i MIT‑forskerens undersøgelse. Nogle virksomheder kan bruge denne teknologi til at skabe mindre og mere kapable droner, hvilket gør det muligt for disse enheder at levere flere tjenester. Her er en virksomhed, der kunne få udbytte af integrationen.

Northrop Grumman 

Northrop Grumman (NOC ) gik officielt ind på markedet i 1994 efter et køb af Northrop Corporation. Virksomheden fungerer som en stor militær entreprenør og forskningsfirma. I dag er den en af de mest kendte producenter af militære droner. Deres enheder kan bruges til forsvar, angreb, rekognoscering, målindkøb eller kommunikation.

For nylig afslørede Northrop Grumman sin Fire Scout autonome helikopter. Denne enhed blev bestilt af den amerikanske flåde for at forbedre dens ildkraft og overvågningskapacitet. Den har et modulært design, der kan udstyres med forskellige sensorer afhængigt af missionskrav.

Northrop Grumman har overgået de fleste aktier i den militære dronesektor. Den har konsekvent hævet udbytteuddelingen i 21 år, svarende til en stigning på 11 %. Hvis virksomheden gik ind i MAV‑sektoren, kunne den se store afkast på grund af sin position og erfaring med UAV’er.

Mikro–luftfartøjer (MAV’er) er her

Brugen af MAV’er vil stige kraftigt i løbet af det næste årti. Disse små robotter vil få flere ydelsesopgraderinger som dem, der er beskrevet i denne undersøgelse. Derudover vil forbedringer i batterilevetid gøre det muligt for disse enheder at flyve længere og længere væk. For nu er MAV’er en spirende teknologi, der er værd at holde øje med.

Lær om anden fed teknologi i dag.

Studierreference:

^{1. Kim, S., et al. (2025). Akrobatik i insektstørrelse: En holdbar, præcis og smidig mikro‑luftrobot. Science Robotics, 10, eadp4256. https://doi.org/10.1126/scirobotics.adp4256}