Tutkijat valjastivat tuulen esineiden liikuttamiseen
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 käytetty 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 esineenkäsittely tuulen avulla kohteeseen koskematta onnistuu, on ensin ymmärrettävä, kuinka ilmavirta liikuttaa esineitä. 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 Advanced Intelligent Systems -lehdessä.
Lue lisää uutisia
Millainen luonto elvyttää? Aalto-yliopiston tutkijat avaavat erilaisten viherympäristöjen elvyttävyyden näkyviä ja näkymättömiä piirteitä
Lähellä oleva luonto tekee hyvää – mutta miksi ja miten?
Tekoälyllä tuotetieto talotekniikan menestystekijäksi
Ympäristöraportointi, digitaaliset kaksoset ja tuottavuuden tuntuva nosto eivät onnistu ilman nykyistä parempaa tiedonhallintaa. Talotekniikka 2030 -tutkimusraportti ruotii nykytilanteen haasteita ja esittää ratkaisuja ja case-esimerkkejä, jotka pohjautuvat uusimman tekoälyteknologian hyödyntämiseen.
Yhä harvempi yliopisto-opiskelija jää kotiseudulleen Suomen suurimmissa kaupungeissa – uusi selvitys näyttää kaupunkikohtaiset erot
Aalto-yliopiston kaupunkitaloustieteen tutkimusryhmä AlueAvain on tarkastellut Tilastokeskuksen yksilötason rekisteriaineistojen avulla yliopisto-opiskelijoiden muuttoliikkeitä Suomen suurimmissa kaupungeissa viimeisten 20 vuoden aikana. Tarkastelussa vertailtiin erikseen pääkaupunkiseudun kuntia sekä Tamperetta, Turkua ja Oulua.