Создан дрон, который в полете может отскакивать от препятствий
Поисково-спасательные работы после таких катастроф, как землетрясение в Турции и Сирии, — это гонка со временем. Спасательные команды должны быстро обнаружить пустоты в разрушенных зданиях и завалах, где могут находиться выжившие, до того, как утечка газа, вода из прорванного водопровода или сдвиг бетонных перекрытий приведут к гибели людей.
Передовые технологии играют жизненно важную роль в таких спасательных операциях. Для поиска живых используются тепловизоры и чувствительные прослушивающие устройства. Небольшие беспилотные летательные аппараты тоже могут обследовать труднодоступные места, но сегодня они слишком хрупкие для поисков в хаотических полуразрушенных пространствах.
«Мы видим, как дроны используются для оценки ущерба с высоты, но они не могут перемещаться по разрушенным зданиям», — говорит ведущий автор работы Венлонг Чжан. — «Их жесткие каркасы снижают устойчивость к столкновениям, поэтому удары о столбы, балки, трубы или кабели в разрушенном здании почти всегда ведут к катастрофе». Чжан говорит, что дроны должны выдерживать удары и толчки, чтобы раскрыть свой потенциал для поисково-спасательных операций.
Ученые разработали и испытали первый в своем роде квадрокоптер — дрон с надувной рамой. Уникально то, что его жесткость можно регулировать. Рама квадрокоптера изгибается и восстанавливается после ударов и толчков.
«Мы должны изменить наше представлении о взаимодействии дрона с окружающей средой. Для выполнения целого ряда заданий дрону просто не обойтись без жестких контактов», — говорит Чжан. — «Мягкий корпус не только выдерживает столкновения, но и обеспечивает податливость материала, необходимую, например, для посадки на узкую опору».
Птица сталкивается с веткой дерева, когда садится. Податливые суставы и мягкие ткани поглощают силу удара, а пассивный механизм фиксации в лапах позволяет цепляться за ветку без использования мышечной энергии для удержания равновесия.
Чжан и его команда черпали вдохновение в этой птичьей модели при разработке захвата для своего дрона. У захвата есть два стабильных состояния, в которых он не тратит энергии: открытое и закрытое. Захват реагирует на удар при приземлении и закрывается, надежно цепляясь за предметы различных форм и размеров. Когда дрону нужно взлететь, захват переводится в открытое состояние сервомотором.
Чжан говорит, что такое динамическое взаимодействие с окружающей средой может расширить возможности использования дронов в поисково-спасательных операциях, его можно применять для мониторинга лесных пожаров и даже для исследования других планет.
Есть много ситуаций, когда дрон не может избежать столкновений со средой. Но чтобы остаться работоспособным он должен быть «мягким» и устойчивым к ударам