Ann an àrainneachdan fìor no iom-fhillte a tha duilich dha daoine a sheòladh, bidh dùbhlain mòra mu choinneamh innealan-fuadain traidiseanta le cuibhlichean no tracadh air sgàth cho duilich ‘s a tha iad air an talamh atharrachadh agus neo-sheasmhachd. Tha innealan-fuadain Hexapod, leis an dealbhadh structarail bith-mheidigeach sònraichte aca agus gluasad co-òrdanaichte nan sia casan meacanaigeach aca, a’ nochdadh comas gluasaid agus coileanadh misean air leth ann an talamh garbh, àiteachan cuibhrichte, agus eadhon ann an àrainneachdan gun chuideam, a’ fàs mar phrìomh theicneòlas ann an gnìomhachd àrainneachd sònraichte.
Buannachdan Bionic de structar hexapod: cothromachadh seasmhach agus sùbailte
Tha dealbhadh innealan-fuadain hexapod a’ tarraing brosnachadh bho artrapodan a lorgar ann an nàdar, leithid cockroaches agus damhain-allaidh. Bidh na creutairean sin a’ cleachdadh conaltradh ioma-chasach agus ionad fiùghantach airson atharrachadh grabhataidh gus gluasad èifeachdach a chumail ann an ùir sgaoilte, sgoltaidhean creige, agus eadhon ballachan dìreach. Bidh innealan-fuadain hexapod a’ sealbhachadh a’ phrìomh fheart seo: ma tha cnap-starra air aon chas no dhà a bhacadh, faodaidh na ceithir casan a tha air fhàgail an gluasad atharrachadh ann an àm fìor tro algoirmean, a’ cruthachadh structar taic triantanach seasmhach (coltach ris an “tripod gait” de bhiastagan) gus casg a chuir air an inneal-fuadain bho bhith a’ sgioblachadh. Tha dàta deuchainneach a’ sealltainn, air leòidean greabhail le claonadh 30 ceum no ann am pìoban le trast-thomhas de dìreach 15 cm, gu bheil ìre pas an robot hexapod 40% nas àirde na ìre inneal-fuadain ceithir-cheàrnach agus 70% nas àirde na ìre inneal-fuadain le cuibhlichean.
Nas cudromaiche, tha call an structair hexapod a’ toirt sùbailteachd àrainneachd sònraichte don inneal-fuadain. Mar eisimpleir, ann an suidheachadh sgrùdaidh is teasairginn sprùilleach, ma thèid cas a mhilleadh le tubaist, faodaidh an siostam an luchd ath-riarachadh gu fèin-ghluasadach, a’ gluasad 30% den chuideam a bh’ air a’ chas sin an toiseach gu na còig casan eile, agus leantainn air adhart tro phlanadh gluasad fiùghantach (leithid leumadh cas singilte mu seach agus snàgadh ioma-chasach). Tha an comas “fulangas milleadh” seo an-dràsta duilich don mhòr-chuid de innealan-fuadain a choileanadh.
Dearbhadh practaigeach ann an àrainneachdan sònraichte: Bho na sgìrean Polar gu Deep Space
Tha luach innealan-fuadain hexapod air a dhearbhadh ann an grunn shuidheachaidhean fìor. Rè turasan saidheansail Artaig, leasaich sgioba rannsachaidh à Canada inneal-fuadain “Polar Hexapod” uidheamaichte le ìomhaigh infridhearg teirmeach agus modal drileadh deigh, a ’dol thairis air tundra reòta gu soirbheachail agus crevasses deigh aig -40 ceum, a’ cruinneachadh sampallan de choimhearsnachdan microbial loch subglacial. Bhiodh cleachdadh drones air tuiteam gu mòr ann am beatha bataraidh mar thoradh air an teòthachd ìosal, agus bhiodh e an urra ri gnìomhaichean daonna a bhith na chunnart bho reothadh.
Ann an raon sgrùdadh bholcànach, tha an inneal-fuadain hexapod "Vulcan" bho Oilthigh Tokyo, Iapan, uidheamaichte le slige alloy aig teòthachd àrd (comas seasamh ri teòthachd uachdar 300 ceum) agus sreath mothachaidh gas, air a dhol a-steach gu domhainn a-steach do iomall bholcànothan gnìomhach gus dàta dùmhlachd sulfur dà-ogsaid a chruinneachadh. Tha na sia casan aige a’ nochdadh joints tais le uisge, a’ dèanamh cinnteach à cothromachadh fo bhuaidh luaithre bholcànach agus sprùilleach. Tha uidheamachd cuibhlichean gu math buailteach a dhol an sàs ann an àrainneachdan mar sin air sgàth sprùilleach a’ dol a-steach do na cuibhlichean.
Tha eadhon nas gealltanach na tagraidhean fànais. Tha an prototype "Lunar Hexapod" a tha air a dhearbhadh an-dràsta le NASA a 'toirt seachad algairim slighe as fheàrr airson grabhataidh ìseal (1/6 de dhomhainn na Talmhainn). Tha gach cas air a uidheamachadh le acair a ghabhas toirt air ais. Rè ceum, bidh an inneal-fuadain an-toiseach a ’daingneachadh a’ bhodhaig leis an acair mus tog e a ’chas ri thaobh gus gluasad, a’ cur casg air sleamhnachadh air adhbhrachadh leis an ùir gealaich bog. Sheall samhlaidhean a chaidh a dhèanamh ann an 2023 gun do dhìrich an inneal-fuadain leathad 25 ceum de ghrìogagan glainne air an dèanamh le ùir gealaich atharrais trì tursan nas èifeachdaiche na rover gealaich Apollo, fhad ‘s a bha e ag ithe dìreach aon -còigeamh cuid de lùth an fheadhainn mu dheireadh.
Duilgheadasan teicnigeach agus adhartasan san àm ri teachd
A dh’aindeoin na tha san amharc aca, tha trì prìomh dhùbhlain fhathast mu choinneamh innealan-fuadain hexapod: An toiseach, cuideam co-dhùnaidhean fìor-ùine ann an àrainneachdan iom-fhillte. Faodaidh algoirmean smachd traidiseanta eòlas fhaighinn air dàil nuair a thachras iad aig an aon àm ri talamh bog, cnapan-starra os cionn, agus buairidhean fiùghantach (leithid gaoth is uisge). San dàrna h-àite, cuingealachaidhean solair lùtha. Tha gluasad luchdan àrd, gu h-àraidh ann an àite domhainn no àrainneachdan fon talamh às aonais cosgais bhon taobh a-muigh, a’ cur iarrtasan fìor àrd air comas bataraidh. San treas àite, an còmhstri eadar cosgais agus miniaturization. Mar as trice chosgaidh innealan-fuadain hexapod àrd-deireadh còrr air millean dolar, a' cuingealachadh cleachdadh air sgèile mhòr.
Tha Academia air grunn fhuasglaidhean ùr-ghnàthach a mholadh gus dèiligeadh ris na cùisean sin. Mar eisimpleir, tha “einnsean gait atharrachail” còmhla ri ionnsachadh ath-neartachaidh domhainn a’ toirt cothrom do innealan-fuadain na ro-innleachdan gluasaid as fheàrr ionnsachadh le bhith ag atharrais air milleanan de eadar-obrachaidhean thairis air diofar raointean. Bidh cleachdadh stuthan biomimetic sùbailte (leithid tendons bionic fiber carbon) a’ lughdachadh cuideam coise fhad ‘s a tha e a’ leasachadh strì an aghaidh buaidh. Agus tha dealbhadh lùth modular (leithid bataraidhean meanbh-niùclasach aonaichte no film grèine) a’ leudachadh beatha bataraidh.
Thathas an dùil, le adhartasan ann an saidheans stuthan, inntleachd fuadain, agus teòiridh smachd, gun tig innealan-fuadain hexapod air adhart mean air mhean bho “innealan sònraichte” gu “àrd-ùrlaran uile-choitcheann” airson gnìomhachd ann an àrainneachdan sònraichte. Co-dhiù a tha e a’ rannsachadh beatha aig fionnaichean uisge-uisge domhainn, a’ glanadh sònaichean rèididheachd às deidh tubaistean aig ionad cumhachd niuclasach, no a’ giùlan stuthan nuair a thathar a’ togail bunait Mars, bidh an “rannsaiche sia-chasach” seo na phrìomh chom-pàirtiche ann a bhith a’ cuideachadh dhaoine gus na crìochan inntinneil aca a leudachadh.
