רובוטיקה
כלי טיס מיקרו-אוויריים (MAVs) מתקדמים במהירות, לוקחים רמזים ממאביקים
כלי טיס בלתי מאוישים עשויים לקבל את כל הכותרות, אך הם לא הרובוטים המעופפים היחידים בעיר. כלי טיס מיקרו-אוויריים (MAVs) הם בני דודים קטנים שלהם. הציוד הזה הקטן יכול להיות המפתח לשיפור חיפוש והצלה, חקלאות ותעשיות אחרות.
עד לא מכבר, MAVs חסרו יכולות משמעותיות. הוא, צוות של חוקרים לאחרונה חשף חרק מעופף משודרג שיכול לבצע יותר טוב מאשר גרסאות קודמות בכמה סדרי גודל. כאן מה שאתה צריך לדעת.
כלי טיס מיקרו-אוויריים (MAVs)
כלי טיס מיקרו-אוויריים הם תת-ענף של כלי טיס. הם בעלי גודל מיניאטורי הדומה לחרקים ומיועדים לפעולות קרובות ותמיכה. הם אידיאליים לתרחישים בהם הגודל הוא אילוץ למטרת הפרויקט. במיוחד, MAVs יכולים לשפר יום אחד מיפוי, פעולות חילוץ, מעקב וחקלאות.
בעיות קיימות
MAVs הם יותר מגרסאות מקוטנות של נגזרות UAV הגדולות יותר. הציוד הזה לעיתים קרובות סומך על חיקוי טבע להשגת תנועה. זה שכיח ל-MAVs להשתמש בעיצובי כנפיים מכונפות. מבנה זה מספק את היכולת לרחף ולעוף בצורה יעילה. אולם, כמה חסרונות משמעותיים הפכו את יצירת MAVs אמינים לקשה.
למשל, טיסה בקנה מידה כל כך קטן אומרת שההתקן פגיע מאוד להפרעות מגורמים חיצוניים. רוחות חזקות, שינויים בצפיפות אוויר, גשם וגורמים אחרים הם רק כמה דוגמאות לתנאים שיכולים להגביל את יכולת הטיסה של Mavs.
בנוסף, יש לחץ מכני על MAVs. כנפיהם המיניאטוריות חייבות לכופף מאות פעמים בשנייה כדי להשיג עילוי. פעולה זו מטילה לחץ וכוח עצום על הכנפיים, המפרקים, השיניים ורכיבים פנימיים אחרים, מה שתורם לעלייה בסיכוי לכישלון.
יכולות נדרשות
למעט תקופת החיים הקצרה יותר ש-MAVs חוות, הם גם פחות מסוגלים מאשר רובוטים גדולים יותר. עיצובים נוכחיים יכולים רק לרחף פחות מ-10 שניות. בנוסף, הם מסוגלים רק לבצע מסלולים בסיסיים. בזכות האל, הציוד הזה הקטן עומד לקבל שדרוג משמעותי.
מחקר שדרוג כלי טיס מיקרו-אוויריים (MAVs)
חוקרים מ-MIT לאחרונה חשפו מגוון שדרוגים ל-MAVs שלהם במחקר בשם ‘Acrobatics at the Insect Scale: A Durable, precise, and Agile micro–aerial robot’1. הדו”ח הדגים כיצד השיפורים מאפשרים יותר דיוק טיסה בעודם מפחיתים את הלחץ על ההתקן. MAVs המשודרגים חוו עמידות משופרת ונבדקו באמצעות בדיקות הלם ורוח. עיצוב הכנף החדש הדגים עמידות להשפעה וקריעה.
שלב בדיקה
המדענים יצרו כלי טיס מיקרו-אווירי מתקדם במשקל 750 מיליגרם עם כנפיים מכונפות כחלק משלב הבדיקה. ההתקן הזה כלל כנפיים מלאכותיות המבוססות על עיצובי חרקים, כולל גבעולים הנתמכים על ידי כנפיים שקופות.
Source – MIT
יכולות טיסה
ה-MAV ביצע מספר בדיקות טיסה כדי לבדוק את היכולות שלו. לא כמו קודמות, ההתקן המשודרג היה מסוגל לבצע מסלולי טיסה מורכבים ואפילו אקרובטיקה כמו סיבובים. הצוות ביצע מספר סיבובים אוויריים על פי פקודה, המדגים כיצד העיצוב החדש הוא יותר זריז מאשר המתחרים.
ה-MAV של MIT מהיר יותר. היחידה הדגימה מהירות ממוצעת של 30 סנטימטר לשנייה, והגיעה לכ-100 cps. כאשר משולבים עם הזריזות הנוספת, הם מראים שיפור משמעותי בביצועים בתוך תעשיית MAV.
מטען
אחד הממצאים המרתקים ביותר של המחקר הוא שה-MAV החדש יכול לשאת מטען קטן. לעת עתה, מטען זה יכול לכלול סוללות להארכת זמני טיסה או חיישנים נוספים לספק יותר בקרה או יכולות תצפית.
תוצאות משמעותיות
תוצאות הבדיקה חשפו כמה הישגים מרשימים. למשל, ה-MAV של MIT ריחף למשך 1000 שניות. זמן זה ארוך יותר מכל זמני טיסה של MAVs משולבים. כך, הוא מייצג אבן דרך למהנדסים ולכל השוק.
במיוחד, ה-MAV הרבה יותר זריז מקודמו, מה שמאפשר ליחידה לנווט במקומות צרים וקשים להגיע. כאשר משולב עם טכנולוגיית להקה עתידית, זה יכול לתוצאה בצוותים של MAVs מהירים מאוד המשלבים כוחות לבצע משימות שעולות על יכולותיהם.
הכנפיים, המנועים והמפרקים המשודרגים סיפקו הרבה יתרונות לביצועי ה-MAV. למשל, ה-MAV של MIT הדגים מהירויות מהירות יותר ותמרון נוסף. בנוסף, הם יכולים להתמודד עם יותר השפעות, במיוחד לאורך הכנף הדקה, בזמן כופף, מה שתורם לחיי מדף ארוכים יותר.
יישומים עתידיים
כמה יישומים ל-MAVs יכולים לעזור לשנות את חייהם של אנשים ברחבי העולם. הבאים הם כמה מהדוגמאות הטובות ביותר:
האבקה מלאכותית
הציוד הזה הקטן יכול לשמש לחקות אירועים טבעיים כמו האבקה. האבקה רובוטית הייתה מטרה ארוכת טווח של חובבי גינות פנים שרואים בטכנולוגיה צעד לעבר קיימות. טכנולוגיה זו יכולה לעזור לנוסעים בחלל לשרוד על ידי אפשרות לגינות פנים לפרוח.
חיפוש והצלה
אחד היישומים המרכזיים לטכנולוגיה הזו הוא בתחום חיפוש והצלה. רובוטים קטנים כאלה יכולים לנוע דרך הריסות צרות. הם יכולים להיות מותקנים בחיישנים כדי לעזור להם לאתר חיים ולתקשר עם אנשים שנלכדו בהריסות או במקומות קשים להגיע. הם אפילו יכולים לשאת מטען קטן כמו משכך כאבים לאדם אם נדרש.
שימוש בכלי טיס מיקרו-אוויריים (MAVs) לסקר
תאר לעצמך להקה של MAVs המבצעים מיפוי באזור. יחידות אלה יכולות לקבל מדידות מדויקות ומוקפות שיכולות להישלב כדי ליצור מפה מדויקת יותר של מיקומים. החיישן הנוסף יכול לאפשר עקיבה בזמן אמת של האזור. יכולת זו יכולה להיות מיוחדת למעקב אחר סיכונים סביבתיים.
יישומים צבאיים לכלי טיס מיקרו-אוויריים (MAVs)
הצבא הוא תומך חזק בטכנולוגיית MAV. שימושם למעקב הוא גורם מרכזי המניע את התמיכה בטכנולוגיה. להקה של MAVs יכולה למעקב אחר אזורים גדולים עם סיכון מינימלי לאובדן. בנוסף, הם יכולים לשמש לסימון ועוד.
חקלאות
ענפי החקלאות והחוואות יכולים להשתמש ב-MAV במגוון דרכים. הציוד הזה יכול לשמש ללחימה במזיקים וחרקים. בנוסף, הם יכולים להיות מותקנים כדי לבדוק יבולים למחלות או מחלות אחרות. יש גם דיונים על שימוש בלהקות לשתילה והפצת חומרים מזינים.
נהנים
כמה תעשיות יוכלו להרוויח משדרוגי ה-MAV המתוארים במחקר של חוקרי MIT. חברות מסוימות יכולות להשתמש בטכנולוגיה הזו כדי ליצור רובוטים קטנים ומסוגלים יותר, מה שיאפשר להתקנים האלה לספק יותר שירות. כאן חברה אחת שיכולה להרוויח מאינטגרציה.
Northrop Grumman
Northrop Grumman (NOC ) נכנסה לשוק באופן רשמי ב-1994 לאחר רכישה על ידי Northrop Corporation. החברה פועלת כקבלן צבאי גדול וחברת מחקר. כיום, זוהי אחת היצרניות הרובוטים הצבאיים המוכרות ביותר. התקנים שלהם יכולים לשמש להגנה, התקפה, מודיעין, איתור מטרות, תקשורת או תצפית.
לאחרונה, Northop Grumman הציגה את מסוק האוטונומי Fire Scout. התקן זה הוזמן על ידי הצי האמריקני כדי לשפר את יכולות האש והמעקב. הוא מאופיין בעיצוב מודולרי שיכול להיות מותקן עם חיישנים שונים על פי דרישות המשימה.
(NOC )
Northrop Grumman הצליחה יותר מרוב המניות בתעשיית הרובוטים הצבאיים. היא העלתה את חלוקת הדיבידנד ברציפות במשך 21 שנים, מה ששווה עלייה של 11%. אם החברה תיכנס לתעשיית MAV, היא יכולה לראות תשואות משמעותיות בגלל עמדתה וניסיונה עם UAVs.
כלי טיס מיקרו-אוויריים (MAVs) כאן
השימוש ב-MAVs יגדל בחדות במהלך העשור הבא. רובוטים קטנים אלה יראו יותר שדרוגי ביצועים כמו אלה המתוארים במחקר הזה. בנוסף, שיפורים בחיי סוללה יאפשרו ליחידות האלה לטוס לזמן רב יותר ולמרחקים גדולים יותר. עכשיו, MAVs הם טכנולוגיה מתפתחת ששווה לצפות.
למד על טכנולוגיות מעניינות אחרות היום.
הפניה למחקר:
1. Kim, S., et al. (2025). Acrobatics at the insect scale: A durable, precise, and agile micro–aerial robot. Science Robotics, 10, eadp4256. https://doi.org/10.1126/scirobotics.adp4256
