(a) Comparação da distância real média da experimentação com a distância prevista para projetos de aviões retirados do modelo. (b) Comparação do erro médio absoluto da previsão de probabilidade para todos os projetos de aviões retidos entre o método assistido por GMM e o GPR. (c) Previsão de probabilidade comportamental de design avançado de uma amostra de asas mantidas fora do modelo em comparação com seus comportamentos “verdadeiros”. (d) Previsão do comportamento de design reverso para probabilidades de alvos escolhidas com distâncias médias de voo correspondentes. (e) Geometrias de aviões que são previstas para exibir as probabilidades de comportamento do alvo em projeto reverso. Crédito: Relatórios Científicos (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-31395-0
Um grupo de engenheiros do CREATE Lab (Computational Robot Design & Fabrication Lab), EPFL, em Lausanne, Suíça, projetou e construiu um braço robótico capaz de projetar aviões de papel, construí-los e depois lançá-los para ver como funcionam. Em seu artigo publicado na revista Relatórios CientíficosNana Obayashi, Kai Junge, Stefan Ilić e Josie Hughes descrevem seu sistema robótico.
Construir aviões de papel é uma tarefa relativamente simples. Uma folha de papel é dobrada na forma de um avião, dardo ou míssil e, em seguida, é lançada usando o braço e a mão. Diferentes projetos de amadores e engenheiros mostraram que formas diferentes podem ter desempenho notavelmente diferente – algumas voam apenas uma curta distância antes de cair no chão, enquanto outras podem voar por muito mais tempo e viajar muito mais longe. Pesquisas anteriores mostraram que a construção de aviões de papel, com o objetivo de aumentar o tempo e a distância de voo, geralmente é um processo de tentativa e erro. Nesse novo esforço, a equipe de pesquisa criou um robô para realizar o processo para eles.
O trabalho envolveu a criação de um aplicativo de software que poderia primeiro criar os planos para um avião de papel. Depois que um projeto era concluído, o aplicativo enviava o plano para um braço robótico que desenhava e/ou recortava o plano em uma única folha de papel (que primeiro puxava de uma pilha). Depois que o avião era cortado, o braço do robô dobrava o papel na forma adequada e (e colava e colava as partes, se necessário) e o colocava em um lançador. O lançador aceleraria o avião e o enviaria pelo ar através de uma plataforma de teste. Os pesquisadores colocaram uma câmera em posição para registrar todos os voos e, em seguida, conduziram uma análise estatística para estudar a relação entre o design e o desempenho do avião.
Depois que seu robô criou e voou mais de 500 aviões (feitos a partir de mais de 50 designs), o grupo encontrou um padrão. Eles notaram que todos os voos dos aviões de teste caíram em uma das três categorias: mergulho de nariz, planeio e planeio de recuperação. A primeira foi o que parece: eram aviões que simplesmente mergulhavam de nariz após o lançamento. Aqueles que planavam tendiam a seguir uma descida lenta simples. Mas aqueles com um planeio de recuperação voaram no padrão de planeio por um tempo, mas depois realizaram uma ligeira subida antes de pousar, estendendo seu tempo de voo e distância. A equipe sugere que o processo de automação desses voos de teste pode ser aplicado ao design de aeronaves do mundo real.
Nana Obayashi et al, Automação robótica e modelagem assistida por cluster não supervisionada para resolver o problema de design direto e reverso de aviões de papel, Relatórios Científicos (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-31395-0
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Citação: Um robô que faz e lança aviões de papel para testar projetos (2023, 20 de março) recuperado em 20 de março de 2023 em https://techxplore.com/news/2023-03-robot-paper-planes.html
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