Wideo pokazuje drona z szponami, który zawiesza się do góry nogami jak nietoperz

Nietoperze są częstym źródłem inspiracji dla robotów. Dla elegancji rozpiętości skrzydeł i efektywnego wykorzystania sonaru do poruszania się, nazwano je nawet „świętym Graalem robotyki powietrznej”. Ostatnio naukowcy pokazali również, jak patrzenie na nietoperze może pomóc inżynierom w opracowaniu dronów, które są znacząco bardziej energooszczędny.

Sekret polega na naśladowaniu, w jaki sposób uskrzydlone zwierzęta mogą odciążyć ładunek w dowolnym miejscu. Jest to według Kaiyu Hang, doktora habilitowanego na Uniwersytecie Yale, oraz wynalazcy nowego rodzaju quadkoptera modernizowanego, który używa własnej pary nóg do gnieżdżenia się. Hang powie Odwrotność może to pomóc w opracowaniu dronów, które są znacznie bardziej odporne na problemy związane z żywotnością baterii.

Zobacz także: Naukowcy opracowują niezwykłego latającego „Bota nietoperza”

W jaki sposób możemy nauczyć drony, jak zatrzymywać się na spoczynku, bez wysiłku nietoperza? Dron Hang używa trzech długich palców chwytaka, które przypominają szpon jastrzębia, aby pozwolić nowym dronom „usiąść” i „odpocząć” na półkach, słupach i rusztowaniach.

Perching to istniejąca technika, która pozwala dronowi wylądować na obiekcie i wyłączyć go, kontynuując nagrywanie wideo, powiedzmy, lub czekając na otrzymanie paczki.

Hang powie Odwrotność że ta nowa wersja odpoczynku przenosi tę koncepcję o krok dalej, pozwalając dronowi na częściowe wyłączenie się wcześniej i na dłużej, na tyle, aby zaoszczędzić od 40 do 70 procent jego energii. Te nietoperze przypominające nietoperze, jak widać na poniższym filmie, nie wymagają płaskiej, równej powierzchni, na której można wylądować.

„Odpoczynek nie był wcześniej badany i jest to pierwszy raz proponowany”, wyjaśnia. „W porównaniu z perching, ta nowa funkcja umożliwiła bezzałogowemu autonomicznemu pojazdowi wykorzystanie znacznie większej liczby wspólnych struktur w środowisku i umożliwiła mu bardziej elastyczne współdziałanie ze środowiskiem, aby osiągnąć wiele różnych zadań”.

To (pozornie) małe pozorne ulepszenie, które może zrobić ogromną różnicę. Żywotność baterii drona, która trwa około 30 minut, jest jednym z głównych ograniczeń stojących na drodze dronom, które mogą angażować się w bardziej ekscytujące przypadki użycia, od lepszych dronów pomocniczych w branżach takich jak budownictwo, po drony, które mogą angażować się w poszukiwania i ratownictwo. Eksperymentalny dron Hang już dawno okazał się obiecujący, jeśli chodzi o wykonywanie tego rodzaju zadań, a jego odkrycia opublikowano w czasopiśmie Robotyka naukowa Środa.

W badaniu Hang pokazuje, w jaki sposób jego samolot był w stanie zaczepić się o słupek podobny do sznurka i powiesić go do góry nogami jak nietoperz. Był również w stanie korzystać z różnych rodzajów wyspecjalizowanych stóp, które pozwalały oprzeć się na narożnikach budynku i podpierać się na słupach. To duży skok w kierunku dronów, które są znacznie bardziej przystosowane do długotrwałego użytkowania w warunkach miejskich.

Zerwanie tych manewrów w prawdziwym świecie nie tylko poprawi czas lotu, ale Hang powiedział, że może również poprawić bezpieczeństwo, czyniąc drony dostaw bardziej opłacalnymi.

„Opierając się o krawędź parapetu, dron będzie w stanie dostarczyć przedmioty komuś wewnątrz, bez potrzeby utrzymywania wirników przy oknie”, powiedział. „Aby zmniejszyć ryzyko interakcji z ludźmi”.

Przed eksperymentem Hang'a w świecie rzeczywistym jest jeszcze wiele do zrobienia. W obecnym stanie dron w eksperymencie wciąż opiera się częściowo na ludzkiej pomocy w odpoczynku.

Następna wersja tych inspirowanych biologicznie dronów będzie musiała mieć możliwość skanowania obszaru wokół nich za pomocą czujnika pokładowego, aby samodzielnie znaleźć te możliwości odpoczynku.Ale Hang mówi, że uważa, że ​​powinno to być stosunkowo proste do wykonania (czujnik użyty w jego eksperymencie był ledwo nowatorski: czujnik Kinect Xbox One).

Drony z możliwością odpoczynku musiałyby również uwzględniać wiatr i inne fizyczne zakłócenia, które mogłyby spowodować ich awarię. Można to jednak wyjaśnić poprzez utworzenie połączenia między dronem a jego nogami, które wchłaniają każdy szybki ruch, który może uszkodzić podwozie lub drona. Powiesić plany rozpoczęcia pracy nad kolejnym komponentem jeszcze w tym roku.

„Planujemy zaprojektować złącze uchylno-obrotowe pomiędzy głównym korpusem UAV a modułowym podwoziem” - wyjaśnił. „Mechanicznie oddzielając ruch głównego korpusu drona od podwozia lub aktywnie kompensując zakłócenia w złączu, można jeszcze bardziej poprawić stabilność pozy.”

Jeśli jest w stanie pokazać przykład drona zdolnego do samodzielnego lądowania i poradzenia sobie z podmuchami wiatru, to dostawy oparte na dronach nie będą już wydawały się aż tak bardzo rozciągliwe.

Inne badania inspirowane zwierzętami pomagają również utorować drogę do dronów dostawczych, w tym wysiłków zmierzających do opracowania dronów, które mogą gromadzić się jak ptaki. To, zdaniem naukowców, może być kluczem do zapobieżenia zderzaniu się robotów przyszłości z naszymi głowami. Badania Hang'a to kolejny przykład robotów inspirowanych ptactwem, które wkrótce mogą stać się ważną częścią codziennego życia.