Ученые используют ветер как инструмент для перемещения объектов

Исследователи разработали метод перемещения объектов с помощью струи ветра. Новый подход позволяет манипулировать объектами на расстоянии и может быть интегрирован в роботов, чтобы дать машинам неземные пальцы.

Исследование опубликовано в журнале Передовые интеллектуальные системы.

«Воздушный поток или ветер присутствует повсюду в нашей среде обитания, перемещаясь вокруг таких объектов, как пыльца, болезнетворные микроорганизмы, капли, семена и листья. Ветер также активно используется в промышленности и в нашей повседневной жизни — например, в воздуходувках для очистки листьев. Но пока что мы не можем контролировать направление движения листьев — мы можем только сложить их в кучу», — говорит профессор Цюань Чжоу из Университета Аалто, который руководил исследованием.

Первым шагом в управлении объектами с помощью ветра является понимание того, как объекты движутся в потоке воздуха. С этой целью исследовательская группа из Университета Аалто записала тысячи движений образцов в искусственно созданном потоке воздуха и использовала их для создания шаблонов того, как объекты движутся по поверхности в струе воздуха.

Анализ команды показал, что, хотя воздушный поток в целом хаотичен, он все же достаточно регулярен, чтобы контролируемым образом перемещать объекты в разных направлениях — даже назад к соплу, выдувающему воздух.

«Мы разработали алгоритм, который управляет направлением воздушного сопла с помощью двух двигателей. Струя воздуха выдувается на поверхность с нескольких метров и в сторону объекта, поэтому создаваемое поле воздушного потока перемещает объект в нужном направлении. Алгоритм управления неоднократно корректирует направление воздушного сопла, чтобы воздушный поток перемещал объекты по желаемой траектории», — объясняет Чжоу.

«Наши наблюдения позволили нам использовать воздушный поток для перемещения объектов по разным траекториям, например, по кругу или даже по сложным траекториям, похожим на буквы. Наш метод универсален с точки зрения формы и материала объекта — мы можем контролировать движение объектов практически любой формы. «

Технологию еще предстоит усовершенствовать, но исследователи с оптимизмом смотрят на неиспользованный потенциал своего подхода, вдохновленного природой. Его можно использовать для сбора предметов, разбросанных по поверхности, например, для сбора мусора и отходов в пункты сбора. Это также может быть полезно в сложных задачах обработки, где физический контакт невозможен, например, при работе с электрическими цепями.

«Мы считаем, что этот метод может стать еще лучше при более глубоком понимании характеристик поля воздушного потока, над чем мы работаем дальше», — говорит Чжоу.