Механически устойчивый мультикоптер, сделанный по образу насекомых (+видео)

Произошедший за последние годы взрыв популярности дронов как профессиональных, так и для любительского использования, вдохновил исследователей к поискам методов, позволяющих сделать этих летающих роботов максимально безопасными и надежными.

Прежние методы и приемы проектирования систем безопасности включали использование защитной сетки, либо пытались создать системы управления дронами, максимально предотвращающие аварии. Недавно исследователи из лаборатории Floreano, NCCR Robotics и EPFL представили новый подход к созданию устойчивого к столкновениям квадрокоптера. Они сделали его мягким, поэтому для него не имеет особого значения возможный контакт с окружающей средой.

Усовершенствованию подвергся складной квадрокоптер предыдущего поколения. Стефано Минчев, ведущий исследователь проекта, разработал квадрокоптер с использованием крыльев двойной жесткости, подсмотренных в мире насекомых. Такие крылья состоят из секций, изготовленных из тонкой ткани и жесткого материала, который принимает несущую часть нагрузки на крыло. Гибкие соединения сделаны из белкового эластичного вещества, который был создан в процессе эволюции, чтобы обеспечить устойчивость к ударам и упругость. Эти два фактора в совокупности позволяют крыльям насекомых быть прочными и способными к нагрузкам, оставаясь в тоже время эластичными и надежными.

Представленный беспилотник состоит из центрального корпуса и тонкого внешнего каркаса из стекловолокна, с четырьмя кронштейнами на магнитных сочленениях. Толщина каркаса составляет всего 0,3 мм, он мягкий и гибкий, что позволяет ему выдерживать столкновения без деформации. Четыре магнитные соединения рамы с центральным корпусом (созданы по образцу экзоскелетов насекомых) жестко фиксируют раму во время полета. В случае столкновения они разделяются, обеспечивая для беспилотника мягкое столкновение, в котором он будет деформироваться без ущерба для себя или внутреннего корпуса. Мягкие резинки гарантируют, что рама остается достаточно близко от места соединения магнитов, что позволяет магнитам после столкновения вновь соединиться, таким образом гарантируя готовность беспилотника к новому полету.

Устойчивый к столкновениям беспилотник был испытан путем сбрасывания его с высоты 2м, при этом он полностью разделялся в местах магнитных соединений и автоматически восстанавливал пред аварийную конфигурацию. В действительности дрон выдержал 50 столкновений без повреждения.