Mikro‑luftfartøy (MAVs) utvikler seg raskt, og tar inspirasjon fra bestøvere

Ubesøkte luftfartøy (UAV) får kanskje all oppmerksomheten, men de er ikke de eneste flygende robotene i byen. Mikro‑luftfartøy (MAVs) er deres mindre kusiner. Disse små enhetene kan være nøkkelen til å forbedre søk og redning, landbruk og andre viktige industrier.

Mikro‑luftfartøy (MAVs)

Mikro‑luftfartøy er en undersektor av flygende kjøretøy. De har en miniatyrstørrelse som ligner insekter og er designet for nærgående handlinger og støtte. De er ideelle for scenarier der størrelse er en begrensning for prosjektets mål. Merk at MAVs en dag kan forbedre kartlegging, redningsoperasjoner, overvåkning og landbruk.

Eksisterende problemer

MAVs er mer enn bare nedskalerte versjoner av sine større UAV-motparter. Disse enhetene baserer seg ofte på å etterligne naturen for å oppnå bevegelse. Det er vanlig at MAVs bruker vingeflukningsdesign. Denne strukturen gir mulighet til å sveve og fly effektivt. Imidlertid har noen alvorlige ulemper gjort det vanskelig å lage pålitelige MAVs.

For det første betyr flyging på så liten skala at enheten er ekstremt sårbar for påvirkning fra eksterne faktorer. Sterke vinder, endringer i lufttetthet, regn og andre faktorer er bare noen få eksempler på forhold som kan begrense MAVs flygeevne.

I tillegg er det en mekanisk belastning på MAVs. De miniatyrvingenene må flakse hundrevis av ganger per sekund for å oppnå løft. Denne handlingen påfører enorm slitasje og dreiemoment på vingene, hengslene, girene og andre interne komponenter, noe som øker risikoen for feil.

Nødvendige kapasiteter

Bortsett fra den kortere levetiden MAVs har, er de også langt mindre kapable enn større roboter. De nåværende designene kan kun sveve i mindre enn 10 sekunder. I tillegg er de ute av stand til å fullføre annet enn de mest grunnleggende trajektoriene. Heldigvis er disse små enhetene i ferd med å få en betydelig oppgradering.

Mikro‑luftfartøy (MAVs) oppgraderingsstudie

MIT-forskere avslørte nylig en rekke oppgraderinger av sine MAVs i en studie kalt ‘Akrobatikk på insektstørrelse: En holdbar, presis og smidig mikro‑luftrobot‘¹. Rapporten viste hvordan forbedringene gir mer flypresisjon samtidig som belastningen på enheten reduseres. De oppgraderte MAVs opplevde økt holdbarhet og ble testet med støt- og vindtester. Den nye vingedesignen viste motstand mot påvirkning og rivning.

Testfase

Forskeren laget en avansert 750‑milligram flappende‑vinge MAV som en del av testfasen. Denne enheten hadde kunstige vinger basert på insektdesign, inkludert stilker støttet av tynne transparente vinger.

Kilde – MIT

Flygekapasiteter

MAVen gjennomførte flere flytester for å undersøke sine kapasiteter. I motsetning til forgjengerne var den oppgraderte enheten i stand til komplekse flytrajektorier og til og med akrobatikk som flips. Teamet utførte flere luftige flips på kommando, og viste hvor smidig det nye designet er sammenlignet med konkurrentene.

MIT MAVen er også raskere. Enheten viste en gjennomsnittlig hastighet på 30 centimeter per sekund, med en topp på rundt 100 cm/s. Når dette kombineres med den ekstra smidigheten, viser de enorme forbedringer i ytelse innen MAV‑sektoren.

Nyttelast

En av de mest interessante funnene i studien er at den nye MAVen kan bære en liten nyttelast. For øyeblikket kan denne nyttelasten inkludere batterier for å forlenge flytiden eller ekstra sensorer for å gi mer kontroll eller observasjonskapasiteter.

Milepælsresultater

Testresultatene avdekket noen imponerende gevinster. For eksempel svevde MIT MAVen i 1000 sekunder. Denne tiden er lengre enn alle andre MAV-flytider kombinert. Dermed representerer den et milepæl for ingeniører og hele markedet.

Merk at MAVen er langt mer smidig enn sin forgjenger, noe som gjør at enheten kan manøvrere gjennom trange og vanskelig tilgjengelige steder. Når den brukes med fremtidig svermteknologi, kan det resultere i lag av superraske MAVs som kombinerer krefter for å utføre oppgaver som overstiger deres kapasiteter.

De oppgraderte vingene, motorene og hengslene ga mange fordeler for MAV‑ytelsen. For det første demonstrerte MIT MAVs mye høyere hastigheter og ekstra manøvrerbarhet. I tillegg kunne de tåle flere støt, spesielt langs den tynne vingen under flapping, noe som resulterte i lengre levetid.

Fremtidige anvendelser

Flere anvendelser for MAVs kan bidra til å endre livene til mennesker globalt. Følgende er noen av de beste eksemplene:

Kunstig pollinering

Disse små enhetene kan brukes til å etterligne naturlige hendelser som pollinering. Robotpollinering har lenge vært et mål for innendørs hageentusiaster som ser teknologien som et steg mot bærekraft. Denne samme teknologien kan en dag hjelpe romreisende med å holde sine innendørs hager i live.

Søk og redning

En viktig anvendelse for denne teknologien er i søk‑ og redningssektoren. Små roboter som dette kan bevege seg gjennom trange vrakrester. De kan utstyres med sensorer for å hjelpe dem med å lokalisere liv og kommunisere med personer fanget i ruiner eller andre vanskelig tilgjengelige steder. De kan også bære en liten nyttelast som et smertestillende til personen ved behov.

Bruk av mikro‑luftfartøy (MAVs) til kartlegging

Forestill deg en sverm av MAVs som kartlegger et område. Disse enhetene kan få nøyaktige og innrammede målinger som kan kombineres for å lage et mer detaljert og presist kart over lokasjoner. Den ekstra sensoren kan også muliggjøre sanntidssporing av området. Denne evnen kan være spesielt nyttig for å overvåke miljørisikoer.

Militære anvendelser for mikro‑luftfartøy (MAVs)

Militæret er en sterk støttespiller for MAV‑teknologi. Bruken til overvåkning er en viktig faktor som driver støtten til teknologien. Sværmer av MAVs kan overvåke store områder med minimal risiko for tap. I tillegg kan de brukes til målretting og mer.

Landbruk

Landbruks- og jordbrukssektorene kan bruke MAV på ulike måter. Disse enhetene kan brukes til å bekjempe insekter og andre skadedyr. I tillegg kan de settes opp for å sjekke avlinger for sykdom eller andre plager. Det diskuteres også å bruke sværmer til såing og næringsfordeling.

Mottakere

Flere industrier vil ha nytte av MAV‑oppgraderingene beskrevet i MIT‑forskerens studie. Noen selskaper kan bruke denne teknologien til å lage mindre og mer kapable droner, slik at disse enhetene kan tilby mer tjeneste. Her er ett selskap som kan dra nytte av integrasjonen.

Northrop Grumman 

Northrop Grumman (NOC ) gikk inn i markedet offisielt i 1994 etter et oppkjøp av Northrop Corporation. Selskapet opererer som en stor militær kontraktør og forskningsfirma. I dag er det en av de mest kjente produsentene av militære droner. Deres enheter kan brukes til forsvar, angrep, rekognosering, målinnhenting eller kommunikasjon.

Nylig avduket Northop Grumman sin Fire Scout autonome helikopter. Denne enheten ble bestilt av US NAVY for å forbedre deres ildkraft og overvåkningskapasiteter. Den har et modulært design som kan utstyres med ulike sensorer basert på oppdragskrav.

Northrop Grumman har overgått de fleste aksjer i militærdrone‑sektoren. Den har konsekvent økt utbytteutdelingen i 21 år, tilsvarende en 11 % økning. Hvis selskapet skulle gå inn i MAV‑sektoren, kunne det se store avkastninger på grunn av sin posisjonering og erfaring med UAVer.

Mikro‑luftfartøy (MAVs) er her

Bruken av MAVs vil øke kraftig i løpet av det neste tiåret. Disse små robotene vil få flere ytelsesoppgraderinger som de som er beskrevet i denne studien. I tillegg vil forbedringer i batterilevetid gjøre at enhetene kan fly lengre og lenger. For nå er MAVs en spirende teknologi som er verdt å følge.

Lær om annen kul teknologi i dag.

Studierreferanse:

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