Создан ударопрочный дрон, который выдерживает столкновения и продолжает полет
Инженеры из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) разработали FlexiQuad — четырехроторный дрон с гибкой рамой, которая меняет форму при столкновении с препятствием и помогает аппарату оставаться в воздухе.
Вместо привычной жесткой рамы с четырьмя лучами FlexiQuad использует полый кольцеобразный каркас. Роторы, аккумуляторы и система управления распределены по его периметру, поэтому центральный корпус аппарату не нужен. При ударе конструкция изгибается в стороны и поглощает часть энергии столкновения, но сохраняет жесткость по вертикали. Это позволяет не терять устойчивость и продолжать полет.
Выдерживает удары и переносит грузы
Идею такой конструкции исследователи позаимствовали у птиц и насекомых. Их крылья способны сгибаться в одних направлениях, оставаясь жесткими в других. По похожему принципу рама FlexiQuad смягчает удар, но сохраняет необходимую жесткость для работы роторов.
В ходе испытаний дрон направляли в препятствия на скорости до 25 км/ч. После столкновения рама деформировалась, снижая нагрузку на конструкцию и электронные компоненты, а затем аппарат продолжал движение. Исследователи отмечают, что скорость тестов ограничивалась в первую очередь длиной площадки, на которой можно было разогнать беспилотник.
FlexiQuad способен не только летать, но и переносить предметы. Во время демонстрации он поднял и доставил мягкую аптечку, а также справился с грузом тяжелее собственного веса. Гибкая конструкция при этом позволяет протискиваться через узкие проходы.
Для спасательных операций и осмотра зданий
Разработчики видят несколько областей применения дрона. Он может обследовать балластные цистерны кораблей, искать людей в частично обрушившихся зданиях и собирать данные об окружающей среде в густых лесах. Еще одна идея — установить внутри кольцевой рамы сетку, с помощью которой аппарат сможет захватывать потерявшие управление беспилотники.
Каркас сделан модульным: его можно сложить и убрать в чемодан среднего размера. Быстросъемные крепления и аккумуляторы с простой системой установки должны упростить сборку устройства непосредственно на месте работы.
После удара дрон должен восстановить управление
У разработки пока остается техническая проблема. Столкновение вызывает вибрации гибкой рамы, из-за которых камера может передавать смазанное изображение, а навигационная система — терять точность.
Чтобы решить эту задачу, инженеры применяют обучение с подкреплением. Этот метод позволяет системе управления учиться на собственных действиях и постепенно подбирать способ стабилизации после удара. Дрон использует данные бортовых датчиков движения, чтобы восстановить равновесие и продолжить автономный полет.
Исследователи также изучают, как использовать сведения о деформации и вибрациях каркаса для корректировки управления. Это может помочь FlexiQuad не просто переживать столкновения, но и самостоятельно возвращаться к выполнению задачи.
