制造和发射纸飞机以测试设计的机器人
瑞士洛桑洛桑联邦理工学院(EPFL)CREATE Lab(计算机器人设计与制造实验室)的一组工程师设计并制造了一个机器人手臂,能够设计纸飞机,建造它们,然后发射它们以查看它们的工作情况。在他们发表在《科学报告》杂志上的论文中,Nana Obayashi,Kai Junge,Stefan Ilić和Josie Hughes描述了他们的机器人系统。
建造纸飞机是一项相对简单的工作。一张纸被折叠成飞机、飞镖或导弹的形状,然后用手臂和手扔掉。业余爱好者和工程师的不同设计表明,不同的形状可以具有显着不同的性能 - 有些会在坠落到地面之前飞行一小段距离,而另一些可能会翱翔更长的时间并走得更远。先前的研究表明,以增加飞行时间和距离为目标的纸飞机的建造通常是一个试错的过程。在这项新的努力中,研究小组创建了一个机器人来为他们执行该过程。
这项工作涉及创建一个软件应用程序,该应用程序可以首先为纸飞机创建计划。设计完成后,应用程序会将计划发送到机器人手臂,该手臂将在单张纸上绘制和/或剪出计划(它首先从堆栈中提取)。一旦飞机被剪掉,机器人手臂就会将纸张折叠成正确的形状(如有必要,还可以粘合和胶带部件),然后将其放在发射器上。发射器将加速飞机并将其送过测试台。研究人员将相机放置在适当的位置以记录所有飞行,然后进行统计分析以研究飞机设计与性能之间的关系。
在他们的机器人创造并飞行了500多架飞机(由50多种设计制成)之后,该小组发现了一种模式。他们指出,测试飞机的所有飞行都属于三类之一:俯冲,滑翔和恢复滑翔。第一个听起来是:它们是发射后简单地俯冲的飞机。那些滑行的人倾向于遵循简单的缓慢下降。但是那些有恢复滑翔的人在滑翔模式中飞行了一段时间,但在着陆前进行了轻微的上升,延长了他们的飞行时间和距离。该团队建议,自动化此类试飞的过程可以应用于现实世界的飞机设计。
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