У Нідерландах створили дрон, який поводиться як птах: він використовує дотик, щоб хапатися за гілки
Дослідники з Делфтського технологічного університету в Нідерландах розробили дрон, який може знаходити гілки та чіплятися за них за допомогою дотику. На відміну від традиційних безпілотників, він не покладається виключно на камери, а використовує тактильні датчики на роботизованій кисті.
Про це повідомили на сайті університету. Під час посадки дрон визначає положення та орієнтацію гілки, коригує власне положення, захоплює її та вимикає двигуни, що дає змогу економити заряд акумулятора.
Чому дронам недостатньо камер
Традиційні дрони значною мірою покладаються на оптичний зір. Однак під час виконання завдань у складних умовах, наприклад у щільних тропічних лісах, камерам складно отримати необхідну інформацію. Наближаючись до цілі, власні маніпулятори дрона та навколишнє середовище можуть перекривати огляд, через що апарат фактично "сліпне".
Крім того, постійне зависання в повітрі потребує значних витрат заряду акумулятора та супроводжується гучним дзижчанням. Можливість час від часу "відпочивати" на гілках допомагає вирішити обидві проблеми, але для цього потрібен інший підхід до навігації під час посадки.
Як працює "пташина" кисть
Щоб реалізувати нову технологію, науковці створили легку антропоморфну кисть, призначену спеціально для літальних апаратів. Вона має три пальці, кожен із яких складається з трьох фаланг, а їхні пропорції натхненні будовою людської кисті.
На кожній фаланзі розташований тактильний датчик — невеликий мідний електрод під силіконовою поверхнею. Під час контакту з об'єктом електричний сигнал змінюється, а завдяки знанню форми та положення власних пальців дрон може визначити місце контакту.
Захоплення гілки відбувається у кілька етапів. Спочатку дрон рухається за траєкторією у формі вісімки, одночасно відкриваючи та закриваючи трипалу кисть. Після першого контакту з гілкою апарат визначає її положення та орієнтацію і коригує власне положення для стабільного захоплення.
Далі торсійні пружини замикають пальці, а силіконові накладки забезпечують необхідне тертя та допомагають утримувати гілку без постійної витрати енергії. Якщо захоплення не вдається, дрон відлітає на безпечну висоту та повторює спробу.
Досвід живої природи
Розробка була натхнена поведінкою птахів, які під час посадки використовують дотик, щоб відчути гілку лапами та скоригувати хват у реальному часі.
"Зір показує вам, де щось знаходиться, аж до моменту, коли це стає найважливішим, – а потім ваш власний захват перекриває огляд. У тварин такої проблеми немає, тому що вони замикають цикл керування за допомогою дотику. Саме це ми хотіли дати дрону: можливість досягати простору, якого він не бачить, відчувати те, що там знаходиться, і коригувати себе вже під час контакту", – каже доцентка Хамаза з Делфтського технологічного університету.
Своєю чергою дослідник Антон Бреденбек пояснив, що кожен датчик лише повідомляє про наявність контакту. Однак завдяки інформації про форму власної кисті дрон може поступово визначити положення та орієнтацію гілки.
Під час льотних випробувань дрон залишався надійним навіть тоді, коли початкові оцінки положення, орієнтації та розміру цілі були неправильними. Водночас звичайна стратегія на основі машинного зору в таких умовах швидко зазнавала невдачі.
Розробка може відкрити шлях до дронів, здатних тривалий час здійснювати моніторинг навколишнього середовища навіть там, де одного лише зору недостатньо. Йдеться, зокрема, про лісові крони, складні промислові конструкції або місця без систем захоплення руху.
Дослідники пропонують розглядати контакт не як ризик, якого потрібно уникати, а як додаткове джерело інформації для керування діями. У майбутньому дрони зможуть використовувати дотик для орієнтації в просторі та пошуку місць для посадки, які вони не можуть повністю побачити.
Источник: obozrevatel.com