Исследователи из Делфтского технического университета (Нидерланды) разработали дрон, способный садиться на ветки, используя тактильные ощущения вместо камер. Аппарат оснащен трехпалой роботизированной рукой с мягкими емкостными датчиками, которые определяют контакт с веткой и помогают дрону корректировать положение. После надежного захвата, дрон выключает двигатели, экономя заряд батареи и снижая шум.
Рука состоит из трех пальцев, каждый из которых имеет три закругленные фаланги, соединенные вращательными шарнирами с торсионными пружинами. Пальцы напечатаны на 3D-принтере из PLA-пластика и покрыты мягким силиконом для лучшего сцепления. Внутри каждого пальца встроены емкостные сенсорные площадки из медной фольги, расположенные по всей поверхности. При касании ветки изменяется электрическая емкость, и контроллер MPR121 преобразует сигналы в бинарные данные о контакте в реальном времени.
Дрон не использует точную визуальную модель цели. Вместо этого он выполняет поисковое движение по синусоидальной траектории в виде восьмерки, одновременно открывая и закрывая пальцы. Траектория также ступенчато смещается по вертикали, чтобы охватить больший объем пространства вокруг предполагаемой ветки. При первом тактильном контакте система определяет положение дрона относительно ветки и корректирует ориентацию, продолжая отслеживать касания.
Вся система управления дроном построена как четкая последовательность состояний, где каждый шаг логично вытекает из предыдущего: взлет, поиск подходящей опоры, обнаружение касания, аккуратное сближение, точное позиционирование, вращение для надежной фиксации, завершение и либо посадка, либо прерывание, если что-то пошло не так.
Дрон умеет реагировать на контакт в реальном времени, подстраиваясь под поверхность, а в случае неудачи он не падает, а просто возвращается в безопасное зависание и спокойно пробует снова, словно опытный скалолаз, который ищет лучшую точку опоры. При этом инженеры сделали ставку на пассивные механические элементы и маломощные датчики, чтобы минимизировать энергозатраты — ведь в длительной миссии каждый милливатт на счету.
После того как захват состоялся, дрон выключает двигатели и остается висеть на ветке, как птица, которая нашла насест, — полностью отключая моторы и экономя батарею. Это особенно ценно в лесистой местности, где обычные камеры часто сбиваются с толку из-за вездесущих веток, листьев и теней, а тут у аппарата появляется возможность переждать, не расходуя заряд, или даже дождаться солнечного дня, чтобы подпитаться от панелей.
Читайте также нашу статью о том, как Ростех запустил в производство радар «СОКОЛ-08» для обнаружения роев дронов.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
