Исследователи из голландского технологического разработали легкий тактильный датчик на основе искусственных «усов», позволяющий дронам ориентироваться и исследовать среду с помощью прикосновения, а не зрения. Изготовленные из нитиноловой проволоки — сплава никеля и титана с эффектом памяти формы — «усы» дают устройствам возможность работать в темноте и условиях плохой видимости.
Современные дроны оснащены передовой навигацией и системами предотвращения столкновений, поэтому почти не врезаются в препятствия. Но у крошечных дронов есть проблема: если вес меньше 100 граммов, сложно совместить легкость и мощность систем. Камеры, лидары и другие обычные датчики для них слишком тяжелы. Идею подсказали крысы и мыши: их чуткие усы помогают замечать объекты поблизости — пока животное не подошло слишком близко, — а еще чувствовать вибрации и слабые потоки воздуха.
Ученые создали легкие, чувствительные к давлению искусственные усики: каждый весит всего 3,2 грамма при длине 200 мм. Два усика встроены в переднюю часть дрона. У основания каждой нити расположены три миниатюрных датчика барометрического давления, подключенных к встроенному микроконтроллеру. Когда дрон пролетает рядом с объектом и усик касается поверхности, изменения давления у основания измеряются менее чем за две миллисекунды, позволяет дрону рассчитать глубину контакта с миллиметровой точностью.
Отдельная задача — отличить значимую тактильную информацию от турбулентности, создаваемой собственными пропеллерами дрона. Исследователи разработали легкий конвейер обработки данных в реальном времени, который делает это всего с 34 килобайтами данных.
В экспериментах дрон с «усами» в полной темноте обходил поверхности и двигался вдоль стен в замкнутых помещениях, а еще строил тактильные карты незнакомой среды и находил выходы без камер. Это пригодится в поисково-спасательных операциях, где темнота, дым, пыль и твердые частицы мешают видеть.
Мы хотим дать дронам развитые тактильные системы — не для манипуляций в воздухе, а для новой концепции тактильной навигации: с помощью прикосновений исследовать и летать в неизвестном пространстве, — говорит Салуа Хамаза, доцент кафедры воплощенного интеллекта.Важно отметить: чтобы дроны поняли, что «усы» действительно касаются объекта, им необходимо его обнаружить. При длине «усов» всего 200 мм дроны не могут быстро перемещаться по неизведанной местности — инерция приведет к столкновению с препятствием еще до того, как «усы» его обнаружат. Кроме того, «усы» расположены спереди, что не позволяет обнаруживать боковые препятствия, например случайные острые ветки в лесу. Система специально разработана для структурированных туннелей с низкой видимостью и отлично работает в условиях сплошных, относительно ровных поверхностей, где дрон может прижимать «усы» к стене и следовать за ней, подобно слабовидящему человеку с тростью.
Читайте также нашу статью о том, как инженеры создали дрон-парусник ALBATROSS.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
