Tutkijat valjastivat tuulen esineiden liikuttamiseen
Tutkijoiden mukaan ilmavirtojen luova hyödyntäminen voi synnyttää uusia robottiteknologioiden muotoja.
![Kaaviokuva ilmasuuttimella ohjattujen esineiden liikkeestä.](/data/images/public/37936456/70164425/bec7ee02-fcc1-4018-9474-987548253728-w_720.png)
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
![Kaaviokuva ilmasuuttimella ohjattujen esineiden liikkeestä.](/data/images/public/37936456/70164425/bec7ee02-fcc1-4018-9474-987548253728-w_240.png)
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
Tutkimus: Matalan hierarkian organisaatioissa isoja periaatekysymyksiäkin ratkotaan porukalla Slackissa5.7.2024 11:37:53 EEST | Tiedote
Tutkijat selvittivät yhteisöllisen auktoriteetin toimintaa kolmessa ohjelmistoyrityksessä. Johtajat osallistuivat keskusteluihin aktiivisesti, eivätkä työntekijät arastelleet heidän haastamistaan.
Fyysikot saivat bakteerit uimaan lähes täydellisissä riveissä4.7.2024 12:16:59 EEST | Tiedote
Bakteerien ohjaaminen onnistui magneettikentän avulla. Löytö auttaa ymmärtämään bakteeripopulaatioiden käyttäytymistä ja voi jatkossa auttaa esimerkiksi kehittämään uuden sukupolven materiaaleja, joista kaavaillaan apua muun muassa lääkkeiden kohdennettuun kuljettamiseen kehon sisällä.
Tutkijat loivat ainutlaatuisen ennustemallin kuvaamaan pandemian leviämistä maiden rajojen yli3.7.2024 14:14:47 EEST | Tiedote
Pohjoismainen yhteishanke pureutui koronaviruksen leviämiseen vuonna 2020. Tutkimuksen avulla voidaan jatkossa ennakoida paremmin, milloin ja mitkä matkustusrajoitukset ovat pandemiaolosuhteissa tarkoituksenmukaisia.
Opiskelijaprojekti synnytti innovaation: Kengän sisäpohjat syntyvät muovin sijaan kompostoituvasta puuvaahdosta18.6.2024 14:00:00 EEST | Tiedote
Aalto-yliopiston opiskelijat kehittivät kestävän sisäpohjan prototyypin, joka taipuu, kestää kosteutta ja tuntuu pehmeältä ihoa vasten. Suomalainen kenkäyritys VIBAe lähtee syksyllä testaamaan materiaalia käyttäjillä.
Helsingin uusilla asuinalueilla on vähemmän kasvillisuutta kuin vanhoilla, ja se vaikuttaa hiilensidontaan sekä tulevien kesien lämpötiloihin18.6.2024 07:45:00 EEST | Tiedote
EU:n ennallistamisasetus kiinnittää huomiota kaupunkiekosysteemien viherpeitteen hyötyihin. Viherpeitteen pienenemisellä taas on merkittäviä ympäristövaikutuksia, sillä se johtaa uusilla asuinalueilla vähäisempään hiilensidontaan ja korkeampiin kesälämpötiloihin.
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