Летающий робот научился садиться на ветки

У птиц этот процесс откалиброван в ходе миллионов лет эволюции, а вот для робота такая задача чрезвычайно трудна — до сих пор ни один из орнитоптеров с ней справиться не мог. Однако ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны и Университета Севильи (Испания) во главе с Рафаэлем Зуффери (Raphael Zufferey) сумели найти решение этой проблемы.

В рамках проекта GRIFFIN они разработали монозахват, с помощью которого робот сможет садиться на ветки (или аналогичные объекты). Отмечается, что у тестового образца всего одна «нога». Однако это не мешает 700-граммовой конструкции надежно закрепляться с ее помощью наУ птиц этот процесс откалиброван миллионами лет естественной эволюции, а вот для робота такая задача чрезвычайно трудна — до сих пор ни один из орнитоптеров с ней справиться не мог. Однако ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны и Университета Севильи (Испания) во главе с Рафаэлем Зуффери (Raphael Zufferey) сумели найти решение этой проблемы.

В рамках проекта GRIFFIN они разработали монозахват, с помощью которого робот сможет садиться на ветки (или аналогичные объекты). Отмечается, что у тестового образца всего одна «ножка». Однако это не мешает 700-граммовой конструкции надежно закрепляться на объекте.

Впрочем, создание лапы — это далеко не решение проблемы, над которой эволюция билась миллионы лет, ведь роботу, как и птицам, во время посадки на ветку требуется верно определив момент и силу касания ветки, скорость и точность перемещения. Хват искусственной лапы должен быть достаточно сильным, чтобы зацепиться за ветку и выдержать вес робота, а вес робота в свою очередь должен быть относительно небольшим, чтобы аппарат мог удержать баланс после посадки. Также системы робота должны оценивать окружающую среду и место посадки, соотнося их с положением в воздухе и собственной скоростью. В силу этого, чтобы хоть немного упростить задачу, и была выбрана конструкция с одной лапой.

Ученые научились успешно сажать орнитоптер, используя бортовой компьютер со встроенной навигационной системой и внешней системой захвата движения (с ее помощью дрон определяет свое положение). Лапу откалибровали, компенсировав колебания вверх-вниз во время полета перед самой посадкой. Кроме того, лапа поглощает импульс движения при ударе, возникающем во время захвата ветки, и быстро закрывается, чтобы дрон уцепился и не свалился вниз.

Практическая польза орнитоптеров с функцией посадки на ветки очевидна: такие аппараты смогут сидеть на верхушках деревьев и вести наблюдение за дикой природой, собирать биологические образцы, измерять качество воздуха. При этом во время ожидания орнитоптер может отключить двигатели для подзарядки через солнечные батареи.

В настоящее время орнитоптер с клешней тестируется в закрытом помещении — это позволяет минимизировать воздействия внешних факторов, вроде ветра. Следующий этап — тесты на открытом воздухе.

Аналогичный способ закрепления на ветках ранее уже предлагали инженеры Стэнфордского университета Марк Каткоски (Mark Cutkosky) и Дэвид Лентинк (David Lentink), но они экспериментировали с обычным квадрокоптером, оборудованным лапами (двумя), распечатанными на 3D-принтере, в которых моторы и леска заменили мышцы и сухожилия. Проект получил название SNAG. Помимо посадки, такой «птичий» квадрокоптер может использовать захваты, чтобы забирать и переносить грузы.

Источник изображения: Raphael Zufferey / EFPL