Tutkijat valjastivat tuulen esineiden liikuttamiseen
Tutkijoiden mukaan ilmavirtojen luova hyödyntäminen voi synnyttää uusia robottiteknologioiden muotoja.
Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden tekniikan, jolla esineiden liikettä voidaan ohjata ilmavirtojen avulla etäältä, ilman kosketusta.
”Kaikkialla ympärillämme on tuulta tai ilmavirtaa. Luonnossa se liikuttaa monia eri asioita, kuten siitepölyä, taudinaiheuttajia, pisaroita, kasvien siemeniä ja lehtiä – monen metrin etäisyydelle ja pidemmällekin. Tuulta on hyödynnetty aktiivisesti myös teollisuudessa ja arjessamme, kuten vaikka lehtipuhaltimissa. Emme kuitenkaan voi hallita lehtien suuntaa, vaan voimme ainoastaan puhaltaa niitä yhteen kasaan”, Aalto-yliopiston professori Quan Zhou kertoo tutkimuksen taustasta.
Tutkimukset ovatkin osoittaneet, että puhaltimista tuleva ilmavirta on yleensä kaoottista, mutta kuitenkin riittävän säännöllistä ohjaamaan erilaisia esineitä sekä poispäin virtaussuunnasta että myös sivuttain – ja jopa kohti ilmasuutinta, josta ilmavirta puhaltaa.
Jotta esineiden käsittely tuulen avulla kohteeseen koskematta onnistuu, on ensin ymmärrettävä, kuinka ilmavirta liikuttaa niitä. Tätä varten tutkijat tallensivat tuhansien eri kappaleiden liikkeitä keinotekoisella ilmavirralla sekä rakensivat malleja siitä, kuinka esineet liikkuvat pinnoilla ilmasuihkun puhaltaessa.
”Suunnittelimme algoritmin, joka ohjaa ilmasuuttimen suuntaa kahdella moottorilla. Algoritmi ohjaa ilmasuihkun kohteen pintaan ja sivulle useiden metrien päästä vastakkaisesta suunnasta, jolloin kohde liikkuu haluttuun suuntaan. Ohjausalgoritmi myös säätää ilmasuuttimen suuntaa jatkuvasti niin, että ilmavirta liikuttaa esineitä haluttua liikerataa pitkin”, Zhou kertoo.
”Havainto antoi meille mahdollisuuden käyttää ilmavirtaa liikkeen manipuloimiseen eri liikeradoilla, ympyröissä tai monimutkaisia kirjainmaisia polkuja pitkin. Menetelmämme on monipuolinen esineiden muotojen ja materiaalien suhteen – eli voimme hallita lähes minkä tahansa muotoisten esineiden liikettä”, hän sanoo.
Monia sovellusmahdollisuuksia
Ilmavirtojen lupaavia ja monipuolisia vaikutuksia on tutkittu tähän mennessä vain vähän, eikä mikään ryhmä ole aikaisemmin tutkinut erilaisten esineiden manipulointia ilmavirran avulla.
”Tekniikka vaatii vielä hiomista, mutta se voi olla hyödyllinen esimerkiksi kerättäessä hajallaan olevia esineitä, kuten ympäristöä pilaavia roskia, ja niiden ohjaamista keräyspisteeseen kaduilla, aukioilla tai vaikka vesistöissä. Lisäksi tekniikka voisi auttaa monimutkaisissa käsittelytehtävissä, joissa fyysinen kosketus on mahdotonta, kuten sähköpiirien käsittelyssä.”
Tutkijaryhmä suhtautuukin optimistisesti tämän luonnon inspiroiman lähestymistavan hyödyntämättömään potentiaaliin.
”Uskomme, että tekniikka voisi kehittyä entisestään ymmärtämällä syvällisemmin ilmavirtauskentän ominaisuuksia. Tämä on seuraavaksi ryhmämme tutkimuksen kohteena”, Zhou kertoo.
Artikkeli on julkaistu juuri Advanced Intelligent Systems -lehdessä.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Quan Zhou
Professori, Aalto-yliopisto
p. 040 855 0311
quan.zhou@aalto.fi
Kuvat
Linkit
Tietoa julkaisijasta
Aalto-yliopistossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Rakennamme kestävää tulevaisuutta saavuttamalla läpimurtoja avainalueillamme ja niiden yhtymäkohdissa. Samalla innostamme tulevaisuuden muutoksentekijöitä ja luomme ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin. Yliopistoyhteisöömme kuuluu noin 13 000 opiskelijaa ja yli 4 500 työntekijää, joista 400 on professoreita. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto
Aikamatka vuoteen 2050 – kestävän digitaalisen arjen teemaviikko levittäytyy Turkuun toukokuun lopussa16.5.2024 08:30:05 EEST | Tiedote
Toukokuun viimeisellä viikolla 25.5.–2.6.2024 vietetään Turussa Kestävä digitaalinen arki -teemaviikkoa. Viikon aikana Turun pääkirjastossa, Taiteen talolla ja Turun Kirjakahvilassa järjestetään Kuvia tulevaisuudesta -näyttely, korjauskahvila, paneelikeskustelu, leffakerhon näytös ja kierrätyspiste. Tapahtumat ovat avoimia kaikille.
Tutkimus paljastaa ihmisten sokean luottamuksen tekoälyyn13.5.2024 10:09:32 EEST | Tiedote
Pelkkä usko tekoälyn apuun saa ihmiset suoriutumaan tehtävistä paremmin. Vaikutus ei katoa edes silloin, kun kuvitteellisen tekoälyn kerrotaan heikentävän suoritusta.
Kutsu: Selluloosasta mikromuovisuodatin, kaivosjätteistä suihkutettavaa rakennusmateriaalia – Product Design Galassa esillä nämä ja paljon muuta8.5.2024 08:45:00 EEST | Kutsu
Yrityksen antama haaste, monialainen opiskelijatiimi, kahdeksan kuukautta aikaa ja 10 000 euron budjetti – millaisia luovia ratkaisuja tästä syntyykään?
Tekoälyteos saa sisäisen äänesi puhumaan sinulle kauniisti – kokeile Tiedekulmassa 7. toukokuuta30.4.2024 08:55:00 EEST | Tiedote
Kyle McDonaldin ja Lauren Lee McCarthyn tekoälyä hyödyntävä interaktiivinen VR-taideteos Voice in My Head tulee Tiedekulmaan tiistaina 7. toukokuuta.
Tutkijat kehittivät yleisöaaltoon perustuvan tavan ohjata tanssia virtuaalitodellisuudessa29.4.2024 10:57:17 EEST | Tiedote
Uudessa tekniikassa tanssija voi hypätä virtuaalitodellisuuteen ja alkaa tanssia ilman, että täytyy opetella koreografioita etukäteen.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme