Когда дело доходит до выполнения пилотажных маневров, воздушные дроны, похоже, быстро догоняют птиц. Но летающие роботы также становятся искусными в другом птичьем подвиге, который почти столь же удивителен - способности приземляться и садиться на практически любой предмет или поверхность, от ветвей деревьев до телефонных проводов, не падая с них.
Например, исследователи Стэнфордского университета разработали устройство под названием стереотипный воздушный захват, вдохновленный природой, или SNAG, которое можно прикрепить к дрону-квадрокоптеру, чтобы придать ему ноги и лапы, похожие на ноги сапсана(птица). Когда дрон оснащен таким устройством, он может летать вокруг, ловя и перенося предметы и садясь на различные поверхности, говорится в пресс-релизе Стэнфорда.
Однако повторить ловкость птиц оказалось не так-то просто. Исследователи снимали видео маленьких попугаев, летающих туда-сюда между специальными насестами, на которых находились датчики для измерения физических сил при посадке, приземлении и взлете.
"Нас удивило то, что они совершали одни и те же воздушные маневры, независимо от того, на какие поверхности они приземлялись", - пояснил один из исследователей, Уильям Родерик, в пресс-релизе. Родерик - доктор философии в области машиностроения и автор статьи о проекте, опубликованной 1 декабря 2021 года в журнале Science Robotics, вместе с профессорами машиностроения Марком Катковски и Дэвидом Лентинком. "Они позволяют ногам самим справляться с изменчивостью и сложностью текстуры поверхности", - сказал он.
Наделение беспилотника подобными способностями потребовало технологической изобретательности. SNAG имеет 3D-печатную конструкцию, имитирующую легкие кости сокола, а каждая из его ног оснащена мотором для движения вперед-назад и вторым мотором для захвата.
Механизмы в ногах робота предназначены для поглощения энергии удара и пассивного преобразования ее в силу захвата, как это делают сухожилия птицы. В результате дрон, оснащенный таким устройством, может крепко ухватиться за что-то всего за 20 миллисекунд. Как только ноги робота обхватывают насест, его лодыжки фиксируются, а акселерометр - устройство, измеряющее вибрацию, - определяет приземление и запускает алгоритм балансировки для стабилизации робота на насесте.
В других местах исследователи из других институтов также годами работали над тем, чтобы наделить беспилотники способностью приземляться и держаться за что-то. Как объясняется в статье, опубликованной в журнале Smithsonian в 2019 году, возможность приземляться в различных местах помогает дронам экономить энергию, которую они тратили бы, оставаясь в воздухе. Это важно, поскольку время полета роботизированных летательных аппаратов ограничено зарядом их батарей.
ВОТ ЭТО ИНТЕРЕСНО
В 2019 году исследователи из Северо-Восточного университета в Бостоне представили технологию, которая позволяет летающему дрону висеть вверх ногами, как летучая мышь, говорится в пресс-релизе университета.