Σάββατο, 15 Σεπτεμβρίου 2018

Ιπτάμενο ρομπότ μιμείται τον τρόπο που πετούν τα έντομα. Novel flying robot mimics rapid insect flight

Οι μανούβρες που έκανε το ρομπότ στις δοκιμές του παρέπεμπαν σε αυτές που έχουν παρατηρηθεί σε φρουτόμυγες, και το ρομπότ μάλιστα ήταν σε θέση να δείξει και το πώς τα έντομα πραγματοποιούν κάποιους ιδιαίτερα δύσκολους ελιγμούς. A novel insect-inspired flying robot, developed by TU Delft researchers from the Micro Air Vehicle Laboratory (MAVLab), has been presented in Science (14 September 2018). Experiments with this first autonomous, free-flying and agile flapping-wing robot – carried out in collaboration with Wageningen University & Research – improved our understanding of how fruit flies control aggressive escape manoeuvres. Apart from its further potential in insect flight research, the robot’s exceptional flight qualities open up new drone applications. DelFly Nimble in stationary (hovering) flight. Credit: Henri Werij, TU Delft

Εμπνευσμένο από κάποια ήδη εντόμων είναι ένα ιπτάμενο ρομπότ που ανέπτυξαν ερευνητές του Micro Air Vehicle Laboratory του TU Delft στην Ολλανδία.

DelFly Nimble in forward flight. Credit: Matej Karasek, TU Delft (CC BY-SA 4.0)

Σύμφωνα με τους δημιουργούς του, πειράματα με το πρώτο αυτόνομο, ελεύθερης πτήσης και ταχέος χτυπήματος των φτερών ρομπότ -που πραγματοποιήθηκαν σε συνεργασία με το Wageningen University & Research- έχουν βελτιώσει κατά πολύ το επίπεδο της γνώσης σχετικά με το πώς οι φρουτόμυγες μπορούν να πραγματοποιούν ιδιαίτερα απότομους και «επιθετικούς» ελιγμούς αποφυγής, ανοίγοντας τον δρόμο για νέες εφαρμογές ρομποτικών, μη επανδρωμένων αεροσκαφών.

Αρκετά ιπτάμενα πλάσματα μπορούν να χρησιμοποιούν το χτύπημα των φτερών τους τόσο για να αποκτούν την απαιτούμενη ισχύ για πτήση, όσο και για να ελέγχουν την πτήση τους. Με αυτό τον τρόπο μικρά έντομα μπορούν να πετούν κοντά σε λουλούδια, αιωρούμενα, αλλά ταυτόχρονα να απομακρύνονται γρήγορα για να διαφύγουν πιθανούς κινδύνους.

DelFly Nimble (left) performs rapid turns that closely resemble those of fruit flies when we try to swat them (right). Credit: TU Delft (CC BY-SA 4.0)

Η ιδιότητα αυτή ανέκαθεν παρουσίαζε έντονο ενδιαφέρον για επιστήμονες, αλλά και μηχανικούς ρομποτικής. Σε αυτό το πλαίσιο, οι ερευνητές του TU Delft ανέπτυξαν ένα τέτοιο ιπτάμενο ρομπότ, το οποίο συνδυάζει υψηλές επιδόσεις, αλλά και απλό και εύκολο στην παραγωγή σχέδιο. Τα φτερά του χτυπούν 17 φορές ανά δευτερόλεπτο, και μπορούν τόσο να το ανυψώνουν στον αέρα, όσο και να καθοδηγούν την πτήση του, μέσω μικρών αλλαγών στην κίνηση των φτερών. Εμπνευσμένοι από τις φρουτόμυγες, οι μηχανισμοί ελέγχου του ρομπότ έχουν αποδειχτεί ιδιαιτέρως αποτελεσματικοί, επιτρέποντας τόσο δυνατότητες αιώρησης όσο και υψηλές επιδόσεις ως προς την ευελιξία και την ταχύτητα.

«Το ρομπότ έχει κορυφαία ταχύτητα 25 χλμ/ ώρα και μπορεί να πραγματοποιεί και επιθετικούς ελιγμούς, όπως περιστροφές 360 μοιρών» λέει ο Ματέι Κάρασεκ, πρώτος συντάκτης της μελέτης και βασικός σχεδιαστής του ρομπότ. «Επιπλέον, το ανοίγματος φτερών 33 εκατοστών και 29 γραμμαρίων ρομπότ έχει, για το μέγεθός του, έξοχη αποδοτικότητα από άποψης ενέργειας, καθώς μπορεί να αιωρείται 5 λεπτά, ή να πετάξει ένα χλμ με πλήρως φορτισμένη μπαταρία».

The DelFly Nimble is a novel flapping wing robot with exceptional flight characteristics, developed at TU Delft. Thanks to its nimble flight capabilities it is even able to mimic rapid maneuvers as performed by insects. Together with the Experimental Zoology Group at Wageningen UR, we studied these maneuvers in a systematic way, giving new insights into insect flight.

Οι μανούβρες που έκανε το ρομπότ στις δοκιμές του παρέπεμπαν σε αυτές που έχουν παρατηρηθεί σε φρουτόμυγες, και το ρομπότ μάλιστα ήταν σε θέση να δείξει και το πώς τα έντομα πραγματοποιούν κάποιους ιδιαίτερα δύσκολους ελιγμούς. Όσον αφορά στις πρακτικές εφαρμογές, είναι εμφανώς πάρα πολλές, καθώς τα ρομπότ αυτού του τύπου είναι ελαφρά, ασφαλή για τους ανθρώπους και πιο αποδοτικά σε σχέση με τα «παραδοσιακά» σχέδια drones, ειδικά σε μικρότερες κλίμακες.






Τα νήπια προτιμούν τους νικητές. Toddlers prefer those who win but not when they win by force

Otto Dix, Nelly avec ses jouets, 1925. Μόνο όταν δεν χρησιμοποιούν αθέμιτα μέσα για να φθάσουν στον στόχο τους, σύμφωνα με μελέτη σε παιδάκια 21-31 μηνών. By the age of 18 months, toddlers prefer individuals others yield to, researchers say. The study suggests this preference may be rooted deep in human nature and may have evolved because being close to those in power provides people with better access to resources, territory and mates.

Μόλις που έχουν μάθει να περπατάνε και να μιλάνε. Μόλις που έχουν αρχίσει να αναπτύσσουν κοινωνικές σχέσεις με άλλα συνομήλικά τους παιδιά. Και όμως, αυτά τα μικροσκοπικά νήπια «ζυγίζουν» στοιχεία του κοινωνικού στάτους των ανθρώπων γύρω τους προκειμένου να αποφασίσουν ποια άτομα προτιμούν να συναναστρέφονται και ποια όχι. Αυτό ανακάλυψαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Άαρχους στη Δανία και του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Ιρβάιν μέσα από μελέτη τους σε νήπια ηλικίας 21-31 μηνών.

Κατανόηση της υπεροχής από τους εννέα μήνες ζωής

Previous research has shown that babies in the first year of life understand that certain individuals tend to win in social conflicts — such as individuals that are physically larger, or that come from larger social groups. Rick Lowe/Getty Images

Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι ακόμα και μωρά ηλικίας εννέα μηνών μπορούν να κατανοήσουν ποιος θα νικήσει σε μια… μάχη μεταξύ «Δαβίδ και Γολιάθ». Όταν στο πλαίσιο μελέτης τα μωρά έβλεπαν δύο άτομα τα οποία έκλειναν το ένα τον δρόμο του άλλου, αυτόματα κατέληγαν στο συμπέρασμα ότι το πιο μεγαλόσωμο άτομο θα νικήσει το πιο μικρόσωμο. Η μελέτη είχε διεξαχθεί από τη Λότε Τόμσεν, καθηγήτρια Ψυχολογίας στο Πανεπιστήμιο του Όσλο και αναπληρώτρια καθηγήτρια στη Σχολή Κοινωνικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Άαρχους, και τους συνεργάτες της.

Τώρα οι ερευνητές πήγαν ένα βήμα πιο πέρα, αποδεικνύοντας ότι τα νήπια προτιμούν και τα ίδια να έχουν σχέσεις με τους νικητές και όχι με τους ηττημένους, όπως ανέφεραν σε δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Nature Human Behavior». «Ο τρόπος που κάποιος συμπεριφέρεται όταν υπάρχει μια «σύγκρουση συμφερόντων» αποκαλύπτει πολλά σχετικά με το κοινωνικό στάτους του» ανέφερε η Άσλεϊ Τόμας από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ιρβάιν, η οποία ήταν και η κύρια συγγραφέας της νέας μελέτης, και προσέθεσε: «Σε όλα τα κοινωνικά είδη ζώων, εκείνα που έχουν χαμηλότερο κοινωνικό στάτους υποτάσσονται σε εκείνα που βρίσκονται πιο ψηλά στην ιεραρχία. Θελήσαμε λοιπόν να εξερευνήσουμε αν τα μικρά παιδιά κρίνουν με διαφορετικό τρόπο τα άτομα με υψηλό και τα άτομα με χαμηλό στάτους».

Το πείραμα της… μαριονέτας

Στο πλαίσιο αυτής της «εξερεύνησης» οι επιστήμονες έβαλαν δύο μαριονέτες να προσπαθούν να διασχίσουν μια σκηνή προχωρώντας σε αντίθετες κατευθύνσεις. Όταν οι μαριονέτες συναντιούνταν στο κέντρο της σκηνής, έκλειναν η μία τον δρόμο της άλλης. Τότε η μία από τις δύο μαριονέτες υποχωρούσε, έκανε στο πλάι, και άφηνε την άλλη μαριονέτα να συνεχίσει τον δρόμο της και να διασχίσει τη σκηνή. Όλο αυτό το «δρώμενο» το παρακολουθούσαν τα νήπια. Όπως φάνηκε μετά το τέλος του, 20 από τους 23 μικρούς εθελοντές προτίμησαν τη μαριονέτα που είχε «νικήσει», εκείνη που είχε «υψηλότερο στάτους».

Σε ένα δεύτερο μέρος της μελέτης οι ερευνητές θέλησαν να δουν αν τα νήπια θα συνέχιζαν να προτιμούν τη νικήτρια μαριονέτα ακόμα και αν νικούσε μέσω της βίας. Έβαλαν λοιπόν μια άλλη ομάδα νηπίων να παρακολουθήσει ένα αντίστοιχο «σόου» με τις δύο μαριονέτες, μόνο που αυτή τη φορά η μία μαριονέτα προκειμένου να νικήσει έσπρωχνε βίαια την άλλη μαριονέτα. Σε αυτή την περίπτωση λοιπόν, όπως προέκυψε, 18 από το σύνολο των 22 νηπίων που συμμετείχαν απέφυγαν τη νικήτρια μαριονέτα και προσέγγισαν το «θύμα».

Προτίμηση στο υψηλό στάτους αλλά υπό προϋποθέσεις

Now researchers are taking it one step further by demonstrating how toddlers also themselves prefer to affiliate with the winners of these conflicts and avoid those who they have seen yield to others. NeuroscienceNews.com image is in the public domain.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, αποδεικνύεται ότι και τα μικρά παιδιά, όπως και τα υπόλοιπα κοινωνικά ζώα, προτιμούν όσους έχουν υψηλό στάτους, μόνο όμως όταν το στάτους αυτό αναγνωρίζεται από τον περίγυρο και δεν προκύπτει από χρήση αθέμιτων μέσων. Σε αυτό το σημείο πάντως τα παιδιά διαφέρουν από τους στενότερους συγγενείς μας μεταξύ των πρωτευόντων ειδών, τους μπονόμπο, που συνεχίζουν να προτιμούν τους νικητές, ακόμα και αν εκείνοι χρησιμοποιούν δύναμη και βία για να φθάσουν στον στόχο τους.

Σύμφωνα με την καθηγήτρια Τόμσεν, τα ευρήματα αυτά μαρτυρούν ότι «οι βασικοί κανόνες που διέπουν τις κοινωνικές σχέσεις πιθανώς είναι έμφυτοι στους ανθρώπους. Και αυτό διότι η ανθρώπινη φύση αναπτύχθηκε μέσα από χιλιάδες χρόνια συμβίωσης ανθρώπων σε πολιτισμικές κοινότητες».