Тактильная система аппарата позволяет ему захватывать ветви без использования зрения и экономить заряд.
Специалисты из Делфтского технического университета (Нидерланды) создали дрон, который может приземляться на ветви, используя тактильные ощущения вместо камер. Устройство оснащено трехпалой роботизированной рукой с мягкими емкостными датчиками, позволяющими определять контакт с веткой и корректировать положение. После надежного захвата дрон отключает двигатели, тем самым экономя заряд батареи и уменьшая уровень шума.
Рука дрона состоит из трех пальцев, каждый из которых имеет три закругленные фаланги, соединенные вращающимися шарнирами с торсионными пружинами. Пальцы изготовлены на 3D-принтере из PLA-пластика и покрыты мягким силиконом для улучшения сцепления. Внутри каждого пальца размещены емкостные сенсорные площадки из медной фольги, равномерно распределенные по поверхности. При контакте с веткой меняется электрическая емкость, и контроллер MPR121 преобразует сигналы в бинарные данные о контакте в реальном времени.
Аппарат не полагается на точную визуальную модель цели. Вместо этого он выполняет поисковые движения по синусоидальной траектории в виде восьмерки, одновременно открывая и закрывая пальцы. Траектория также ступенчато изменяется по вертикали, чтобы охватить больше пространства вокруг предполагаемой ветки. При первом тактильном контакте система определяет положение дрона относительно ветки и корректирует ориентацию, продолжая отслеживать касания.
Вся система управления дроном организована как четкая последовательность состояний, где каждый шаг логически вытекает из предыдущего: взлет, поиск подходящей опоры, обнаружение касания, аккуратное сближение, точное позиционирование, вращение для надежной фиксации, завершение и либо посадка, либо прерывание, если возникает какая-либо проблема.
Дрон способен реагировать на контакт в реальном времени, адаптируясь к поверхности, а в случае неудачи он не падает, а просто возвращается в безопасное зависание и снова пытается, как опытный скалолаз, ищущий лучшую точку опоры. При этом разработчики сделали акцент на использовании пассивных механических элементов и маломощных датчиков, чтобы снизить энергозатраты — ведь в длительных миссиях каждый милливатт имеет значение.
После успешного захвата дрон выключает двигатели и остается висеть на ветке, словно птица, нашедшая насест, — полностью отключая моторы и экономя заряд. Это особенно важно в лесистой местности, где обычные камеры часто сбиваются с толку из-за множества веток, листьев и теней, в то время как у аппарата появляется возможность переждать, не расходуя заряд, или дождаться солнечного дня для подзарядки от панелей.
Фото: hi-tech.mail.ru