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(a) Comparación de la distancia real promedio desde la experimentación con la distancia prevista para los diseños de aviones retenidos del modelo. (b) Comparación del error promedio absoluto de predicción de probabilidad para todos los diseños de aviones retenidos entre el método asistido por GMM y el GPR. ( c ) Predicción de probabilidad de comportamiento de diseño directo de una muestra de alas extraídas del modelo en comparación con sus comportamientos de «verdad básica». (d) Predicción del comportamiento de diseño inverso para las probabilidades de objetivos elegidos con las distancias de vuelo promedio correspondientes. (e) Geometrías de aviones que se prevé que muestren las probabilidades de comportamiento objetivo en diseño inverso. Crédito: Informes científicos (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-31395-0
Un grupo de ingenieros de CREATE Lab (Computational Robot Design & Fabrication Lab), EPFL, en Lausana, Suiza, ha diseñado y construido un brazo robótico que es capaz de diseñar aviones de papel, construirlos y luego lanzarlos para ver qué tan bien funcionan. En su artículo publicado en la revista Informes científicosNana Obayashi, Kai Junge, Stefan Ilić y Josie Hughes describen su sistema robótico.
Construir aviones de papel es una tarea relativamente simple. Una hoja de papel se dobla en forma de avión, dardo o misil y luego se lanza con el brazo y la mano. Diferentes diseños de aficionados e ingenieros han demostrado que diferentes formas pueden tener un rendimiento notablemente diferente: algunas volarán una corta distancia antes de estrellarse contra el suelo, mientras que otras pueden volar durante mucho más tiempo y viajar mucho más lejos. Investigaciones anteriores han demostrado que la construcción de aviones de papel, con el objetivo de aumentar el tiempo y la distancia de vuelo, es generalmente un proceso de prueba y error. En este nuevo esfuerzo, el equipo de investigación creó un robot para llevar a cabo el proceso por ellos.
El trabajo involucró la creación de una aplicación de software que primero podría crear los planos para un avión de papel. Una vez que se completaba un diseño, la aplicación enviaba el plan a un brazo robótico que dibujaba y/o recortaba el plan en una sola hoja de papel (que primero extraía de una pila). Una vez que se recortaba el avión, el brazo del robot doblaba el papel en la forma adecuada y (y pegaba y pegaba las partes si era necesario) luego lo colocaba en un lanzador. El lanzador aceleraría el avión y lo enviaría por el aire a través de una plataforma de prueba. Los investigadores colocaron una cámara en posición para registrar todos los vuelos y luego realizaron un análisis estadístico para estudiar la relación entre el diseño y el rendimiento del avión.
Después de que su robot hubiera creado y volado más de 500 aviones (hechos a partir de más de 50 diseños), el grupo encontró un patrón. Señalaron que todos los vuelos de los aviones de prueba caían en una de tres categorías: descenso en picado, planeo y planeo de recuperación. La primera fue como suena: eran aviones que simplemente se zambullían después del lanzamiento. Los que planeaban tendían a seguir un simple descenso lento. Pero aquellos con un planeo de recuperación volaron en el patrón de planeo por un tiempo, pero luego realizaron un ligero repunte antes de aterrizar, extendiendo su tiempo de vuelo y distancia. El equipo sugiere que el proceso de automatización de tales vuelos de prueba podría aplicarse al diseño de aeronaves del mundo real.
Más información:
Nana Obayashi et al, Automatización robótica y modelado asistido por clúster no supervisado para resolver el problema de diseño hacia adelante y hacia atrás de los aviones de papel, Informes científicos (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-31395-0
© 2023 Ciencia X Red
Citación: Un robot que fabrica y lanza aviones de papel para probar diseños (20 de marzo de 2023) consultado el 20 de marzo de 2023 en https://techxplore.com/news/2023-03-robot-paper-planes.html
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