Норвезькі інженери захистили дрон від зіткнень вуглецевою піною та навігаційними алгоритмами і пристосували його для роботи у шахтах і печерах. Займатися підземною розвідкою дрону RMF-Owl допоможуть лідар і камери, що він вже успішно продемонстрував у норвезькому руднику і тренувальних тунелях Швейцарії. RMF-Owl вчені представлять на конференції Conference on Unmanned Aircraft Systems, а препринт статті доступний на сервісі arXiv.
De Petris et al.
Що може зробити дрон під землею?
Підземний світ набагато більший, ніж може здатися: це і міська підземна інфраструктура, як-то мережа метро чи комунікації, і мережі тунелів у шахтах, і непередбачуване середовище печерних систем. І робота у такому середовищі пов'язана з високими ризиками, через що можливість відправити туди замість людей техніку, а зокрема дрони, може перекласти частину небезпек на них і посприяти зменшенню ризиків.
У зв'язку з цим з'явилася ціла галузь для дослідників, які взялися створювати стійких до зіткнень дронів, адже підземне середовище набагато більш обмежене, ніж небо. Для захисту дронів пропонують гнучкі конструкції, які зможуть брати на себе удар і пом'якшувати вплив на коптер: рухомі каркаси, розробка орнітоптерів, конструкція крил яких допоможе справлятися з зіткненнями, захисні кожухи тощо. Ми вже розповідали про натхнену рибами-їжаками «подушку безпеки», яка розширюється при зіткненні та захищає і предмет зіткнення, і дрон. А також про створені за прикладом крил жуків-носорогів крила для орнітоптера, які не дадуть йому спинитися у польоті при зіткненні.
Автори цієї роботи з Норвезького університету науки і технологій обрали для захисту свого дрона RMF-Owl у вузьких і наповнених перешкодами тунелях статичну жорстку конструкцію з вуглецевої піни, яка прикриє його гвинти, мотор і політні контролери.
Як дрон розібрався у тунелях?
Захисна конструкція RMF-Owl важить 145 грамів та сконструйована таким чином, щоб не перекривати камерам поле зору: відкрита ззаду і спереду. Загалом разом зі своїми датчиками, батареєю та камерами дрон важить 1,45 кілограма та здатен літати близько десяти хвилин. Рух йому забезпечують чотири гвинти, а також лідар, камера та інерційний вимірювальний пристрій. Вони допомагають локальному та глобальному алгоритму планування траєкторій RMF-Owl, з якими він будує маршрут та контролює заряд, щоб встигнути повернутися.
Першим польовим випробуванням дрона став норвезький рудник, ширина проходів у якому складає не більше 2,5 метра. RMF-Owl не мав жодної попередньої інформації про місцевість, а інженери поставили йому завдання дослідити якомога більше. Так за 6,6 хвилини дрон подолав понад 200 метрів руднику, самостійно злетівши і побудувавши собі маршрут всередині вузького коридору.
De Petris et al.
Другий експеримент провели у швейцарській випробувальній галереї Versuchsstollen Hagerbach яка значно більша за попередній полігон, а максимальна ширина її найширшої ділянки складає 14 метрів. Тут RMF-Owl так само не мав попередньої мапи місцевості і так само мав максимально використати свої можливості для її дослідження. Цього разу він літав швидше — зі швидкістю в 1,2 метра на секунду, та довше — 8,1 хвилини. Дрон знову самостійно злетів, дістався темної шахти, яку досліджував доти, доки алгоритм не наказав летіти назад через брак заряду батареї.
De Petris et al.
Інженери сподіваються використовувати свій RMF-Owl для рятувально-пошукових операцій під землею, а також для дослідницьких робіт. Це перший дрон, який працює під землею, про якого ми розповіли. Однак у повітрі вони вже давно беруть участь у рятувально-пошукових завданнях. Наприклад, ми розповідали про пару дронів, одному з яких нейромережа допомогла відшукати частинки метеорита на дні американського озера, а іншому — в австралійській рівнині. Або про дрон, якому довірили пошук людей і оснастили модулем для реєстрації телефонного сигналу.