Китайські інженери показали нову конструкцію дрона, яка допоможе йому мати більше поле зору у польоті. Єдиний гвинт змушує корпус дрона обертатися, завдяки чому лідар на ньому отримує огляд на 360-градусів. Так монокоптер може автономно планувати свій рух, уникаючи перешкод, а також створювати детальні 3D-мапи місцевості, яку облетів. А простота конструкції робить його більш енергоефективним за традиційні квадрокоптери, пишуть науковці у Science Robotics.
Політ дрона і зависаня в повітрі. Nan Chen et al. / Science Robotics, 2023
Інженери зекономили на гвинтах?
Сьогодні для дронів знаходиться все більше задач: від доставки до пошуково-рятувальних операцій та навіть збору ДНК з дерев. Аби безпілотники були більш самостійними, інженери покращують їхні алгоритми планування руху та навішують на апарати безліч датчиків, як-от камери і лідари Це значно ускладнює конструкцію, вимагає більших витрат заряду акумуляторів та позбавляє можливості використовувати інше корисне навантаження на дрон.
Китайським же інженерам вдалося обійтися не лише всього одним датчиком для свого дрона, а і одним гвинтом. Ідея полягає в тому, щоб використовувати самообертання дрона під час польоту. Через протидію крутному моменту від роботи гвинта, корпус безпілотника обертатиметься навколо своєї осі у протилежний бік, а разом з ним і лідар, який отримає поле огляду на 360 градусів.
Самокрутіння не заважало дрону?
Щоб показати перевагу своєї конструкції, розробники кидали у свій дрон м'ячем, запускали його в закриту печеру та змушували літати під поривами вітру від вентилятора. Монокоптер справився з випробуваннями, самостійно плануючи маршрут між заданими точками, а завдяки широкому полю зору дозволив реконструювати тривимірні мапи місцевості, яку облетів.
Реконструкція інтер'єру печери за отриманими дроном під час польоту лідарними зображеннями. Nan Chen et al. / Science Robotics, 2023
1,23 кілограмовий монокоптер витратив на 27 відсотків менше енергії за аналогічний за масою і площею гвинтів квадрокоптер у режимі зависання в повітрі. Вчені сподіваються, що їхня ідея допоможе більше залучати коптери до різноманітних завдань.
Монокоптер ухиляється від м'ячів, що їх кидають в нього інженери. Завдяки широкому полю зору він може побачити перешкоду з будь-якої сторони. Nan Chen et al. / Science Robotics, 2023
Найбільше навички навігації особливо потрібні дронам, що мають працювати під землею. Наприклад, у швейцарського квадрокоптера Elios для цього є лідар та система одночасної локалізації і картографування (SLAM). А норвезький дрон політав у печері, спираючись на дані лідара та камер.