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制造和发射纸飞机以测试设计的机器人

位于瑞士洛桑的EPFLCREATELab(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,该机器人手臂能够设计纸飞机、建造它们然后将它们发射出去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,NanaObayashi、KaiJunge、StefanIlić和JosieHughes描述了他们的机器人系统。

制作纸飞机是一项相对简单的工作。将一张纸折叠成飞机、飞镖或导弹的形状,然后用手臂和手将其抛出。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截然不同的性能——有些会在坠落到地面之前只飞一小段距离,而另一些可能会翱翔更长的时间并飞得更远。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反复试验的过程。在这项新的努力中,研究团队创造了一个机器人来为他们执行这个过程。

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创建纸飞机的计划。设计完成后,该应用程序会将计划发送到机器人手臂,机器人手臂会在单张纸上绘制和/或剪下计划(它首先从纸堆中取出)。一旦飞机被切出,机器人手臂就会将纸折叠成合适的形状(如果需要,还可以用胶水和胶带将零件折叠起来),然后将其放在发射器上。发射器将加速飞机并将其送至空中穿过测试台。研究人员在适当位置放置了一个摄像机来记录所有飞行,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驾驶了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。第一个就像它听起来的那样:它们是在发射后简单地俯冲的飞机。那些滑行的往往遵循简单的缓慢下降。但是那些恢复滑翔的人以滑翔模式飞行了一段时间,然后在着陆前进行了轻微的上升,延长了飞行时间和距离。该团队建议将此类试飞自动化的过程应用于现实世界的飞机设计。

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