مُسيّرات مستوحاة من الخفافيش للتغلّب على تحديات الهبوط

أحدثت الطائرات من دون طيار ثورة في العديد من الصناعات، من صناعة الأفلام إلى عمليات الاستطلاع والمراقبة، مقدمةً إمكانيات جوية غير مسبوقة. لكنها لا تزال تواجه قيودًا كبيرة، خصوصاً في قدرتها على الهبوط والاستقرار على الأسطح المختلفة، وخصوصاً مع الهياكل الرأسية أو غير المنتظمة. ولمعالجة هذا التحدي قام فريق من المهندسين وعلماء الروبوتات في جامعة (EPFL) في سويسرا بتصميم طائرة من دون طيار، قادرة على استخدام أجنحتها أداةَ إمساك للاستقرار على الأجسام الرأسية، وتقليد سلوك الخفافيش.

التعلم من الخفافيش

مستوحاة من القدرات الطبيعية للخفافيش، شرع فريق الجامعة السويسرية في تطوير طائرة من دون طيار يمكنها التغلب على تحديات الهبوط على الأسطح غير المستوية. وتُعرف الخفافيش بقدرتها الرائعة على الهبوط والتشبّث بالأعمدة الرأسية والأشجار، والأشياء المستديرة الأخرى، باستخدام أجنحتها كقابضَين. تتضمن هذه القدرة مناورة تشبه التصادم تقريبًا من الطيران الأفقي إلى الطيران العمودي، وهو إنجاز سعى الباحثون إلى تكراره باستخدام طائرتهم من دون طيار.

 

 

«PercHug» الطائرة المستوحاة من الخفاش

نتيجة هذا المشروع المبتكر هو روبوت اسمه «بيرس هاغ» (PercHug)، وهو عبارة عن طائرة من دون طيار، مصمّمة للانزلاق مباشرةً على الهدف، والهبوط مع اصطدام متحكّم فيه، ومن ثم تجثم عن طريق لفّ أجنحتها حوله. تشتمل المكونات الرئيسية لـ «بيرس هاغ» على أجنحة قابلة للطي، وأنف مقلوب، وآلية إغلاق وفتح، وخطّافات، وزناد ثنائي الثبات، وذيل معزّز. وتتيح هذه الميزات مجتمعةً للطائرة الانتقال من الطيران إلى الجلوس بسلاسة.

بناء واختبار «بيرس هاغ»

يتطلب إنشاء «PercHug» هندسة دقيقة والعديد من التجارب، وقد قام الباحثون بتجهيز الطائرة من دون طيار بأجنحة قابلة للطيّ، يمكنها الالتفاف حول الأشياء، وخطافات للتثبيت الآمن، وآلية إطلاق ثنائية الاستقرار للحفاظ على الاستقرار، ويسمح التصميم للطائرة بالاقتراب من الهدف والاصطدام به، وإعادة توجيهه ثم الجلوس بأمان.

وفي اختبارات صارمة، أثبت «بيرس هاغ» قدرته على الجلوس على أجسام رأسية مختلفة، بما في ذلك 6 أشجار مختلفة بأحجام واتجاهات مختلفة. تضمّنت الاختبارات سيناريوهات مع أو من دون قطعة أنف إضافية؛ لتقييم قدرة الطائرة من دون طيار على التكيف، كما يتطلّب التجثم الناجح أن تنزلق الطائرة من دون طيار نحو الهدف، وتعيد توجيهها عند الاصطدام، وتلتف بجناحيها، وتثبت على السطح، وتحافظ على موضعها.

 

 

تحسين تقنية الجثم

لاحظ فريق البحث أن تحقيق الجلوس المتّسق يتطلب ممارسة ودقة في التعامل مع الطائرات من دون طيار، وأثرت عوامل مثل حجم الهدف، والاتجاه، وسرعة الاقتراب بشكل كبير على معدل نجاح الجثم، ومن خلال الاختبارات والتعديلات المتكررة، قام الفريق بتحسين قدرات الإمساك بالطائرة من دون طيار، مما يضمن قدرتها على الجلوس بشكل موثوق على مجموعة من الأسطح الرأسية.

التطبيقات والآثار المستقبلية

يفتح تطوير «بيرس هاغ» إمكانيات جديدة لتطبيقات الطائرات من دون طيار في البيئات الصعبة، يمكن للطائرات من دون طيار التي تتمتّع بالقدرة على الجلوس على الأسطح العمودية أن تعزّز عمليات المراقبة والرصد البيئي، وجهود الاستجابة لحالات الطوارئ، على سبيل المثال، يمكن استخدامها لمراقبة الحياة البرية، ومراقبة صحة الغابات، أو توفير الوعي الظرفي في المناطق المنكوبة بالكوارث دون الحاجة إلى مناطق هبوط مسطّحة.

علاوةً على ذلك، يساهم هذا الابتكار في المجال الأوسع للروبوتات، من خلال إظهار كيف يمكن للتصميمات المستوحاة من الحياة أن تتغلب على القيود التقنية، ومن خلال محاكاة السلوكيات الطبيعية للحيوانات مثل الخفافيش، يمكن للمهندسين إنشاء أنظمة روبوتية أكثر تنوعًا وقدرةً على التكيف، وقادرة على أداء مهام معقّدة في بيئات متنوعة.