Насекомые – удивительные создания, зачастую совершенно непонятные науке. Шмель нарушает все законы аэродинамики, просто летая. Комар может ориентироваться в полной темноте, не используя зрение, слух, обоняние или эхолокацию, как летучие мыши. Именно эту особенность решили использовать в своих целях учёные и инженеры. Исследованием занялась группа экспертов из лондонского ветеринарного колледжа во главе с профессором Бомфри.
Им стало интересно, как именно комары ориентируются в пространстве, какие органы для этого используются. Если для поиска жертвы насекомые ориентируются на тепло, то сенсорный механизм обнаружения препятствий работает иначе.
Это далеко не первый случай, когда учёные заимствуют что-то у природы. Например, изучив хвост омара, специалисты начали разработку гибкой брони, а ночное зрение для бортовых систем автомобилей Toyota было разработано путём изучения растений.
Как комар не врезается в стены, и чем это поможет индустрии дронов?
Специалисты выбрали для наблюдений самый простой пример. В качестве подопытного был избран самец комара вида Culex quinquefasciatus. Они установили в зоне полёта насекомого камеры, ведущие высокоскоростную съёмку, а также различное оборудование, позволяющее определить, как комар использует воздушный поток при поиске препятствий на своём пути.
Изучив записи, учёные обнаружили, что для ночной навигации используется комбинация специальных чувствительных органов, расположенных на усиках, крыльев и воздушного потока. По сути, насекомое просто реагирует на механические раздражители и принимает «решение», исходя из полученных данных. Такая схема не требует значительных нагрузок на нервную систему комара.
Перенося этот принцип на летающую платформу, можно снизить нагрузку на центральный процессор, а вместе с тем, обеспечить ощутимый прирост энергоэффективности квадрокоптера. Дрон сможет быстрее реагировать на различные препятствия, избегая рисков столкновения с ними.
Все движения комара вблизи естественных преград были записаны, а затем обработаны компьютером для получения модели полёта. Также эксперты получили данные о динамике воздушных потоков. В процессе исследования удалось выяснить, что рядом с головой комара образуются участки перепадов давления.
Эти зоны перепада воздействуют на специальный Джонстонов орган, расположенный на усиках, и зависят они от расстояния до объекта. Средняя чувствительность комариного сенсора – около 20 длин его крылышек. Технологии, используемые при создании современных дронов, позволят несколько увеличить это расстояние, разумеется, в масштабе размеров платформы.
Разработка высокоэффективной летающей платформы
Следующим этапом стало создание рабочего образца устройства. В отличие от коллег, создавших искусственную стрекозу BionicOpter, британцы не делали ставки на имитацию особенностей аэродинамики. Вместо этого группа исследователей собрала опытный образец коптера привычной конфигурации, на который были установлены миниатюрные датчики давления. Таким образом они создали простейшую схему предотвращения столкновений.
Полученные результаты оправдали надежды учёных. Без сложного оборудования и вычислительных мощностей дрон смог обходить преграды даже в условиях минимальной видимости, когда не помогает даже инфракрасные системы.
После доработки эта технология может быть внедрена в любых БПЛА, а также использована для защиты пилотируемой техники, в частности – гражданских и военных вертолётов. Возможно, комары, которые погубили многих людей, разнося опасные инфекции, в будущем спасут множество жизней, подарив людям новую технологию для безопасности полётов.
Что это означает для покупателей во всём мире? Крупнейшие производители такой техники смогут существенно экономить, выпуская надежную технику, защищённую достаточно простой сенсорной системой. При этом беспилотники станут эффективнее, чем раньше. Остаётся лишь дождаться, когда технология будет доработана, получит патент, и будет принята на вооружение такими брендами как DJI и Xiaomi.
А купить все современные новинки квадрокоптеров и другой высокотехнологичной продукции вы всегда сможете на сайте ТУРБОРОБОТ - отличном магазине замечательных гаджетов!
#DJI #Турборобот #Наука #Технологии #Биология
