Drona inspirată de Raptor cu aripă și coadă în formă. Credit: 2020 EPFL / Alain Herzog
Inginerii EPFL au dezvoltat o dronă cu aripă și coadă cu pene care îi conferă o capacitate de zbor fără precedent.
Asta nordică este un prădător rapid și puternic care zboară neobosit prin pădure. Această pasăre a fost inspirația de proiectare pentru drona următoarei generații dezvoltată de oamenii de știință de la laboratorul de sisteme inteligente EPFL condus de Dario Floreano. Au studiat cu atenție forma aripilor și a cozii păsării și comportamentul său de zbor și au folosit acele informații pentru a dezvolta o dronă cu caracteristici similare.
„Astorile își mișcă aripile și cozile împreună pentru a efectua mișcarea dorită, indiferent dacă sunt schimbări rapide de direcție atunci când vânează în pădure, zbor rapid atunci când vânează pe teren deschis sau alunecă eficient pentru a economisi energie. spune Enrico Ajanic, primul autor și doctorand la laboratorul Floreano. Și Floreano adaugă „Proiectarea noastră derivă din principiile zborului agil al păsărilor pentru a crea o dronă care poate aproxima performanțele de zbor ale prădătorilor, dar testează și ipoteza biologică că o coadă în formă joacă un rol important în realizarea celor mai multe viraje.” viteze, decelerări și chiar zbor lent
Aproape de aripa dronei inspirate de rapitori. Credit: 2020 EPFL / Alain Herzog
O dronă care își mișcă aripile și coada
Inginerii au proiectat deja o dronă inspirată de păsări cu aripi morphing în 2016. Într-un pas înainte, noul lor model poate regla forma aripii și a cozii datorită penelor sale artificiale. „A fost destul de complicat să proiectăm și să construim aceste mecanisme, dar am reușit să actualizăm brațul astfel încât acesta să se comporte mai mult ca cel al unui azor”, spune Ajanic. „Acum, când drona include o coadă de pene care se transformă în sinergie cu aripa, oferă o versatilitate de neegalat.” Drona își schimbă forma aripii și a cozii pentru a schimba direcția mai repede, zboară mai încet fără să cadă pe pământ și reduce rezistența aerului atunci când zboară rapid. Folosește o elice pentru propulsie în loc să bată aripile, deoarece este mai eficientă și face ca noul sistem de aripi și coadă să fie aplicabil dronelor și altor aeronave cu aripi.
Enrico Ajanic cu dronă inspirată de rapitori dezvoltată la EPFL. Credit: 2020 EPFL / Alain Herzog
Avantajul dronelor înaripate față de modelele quadcopter este că au un timp de zbor mai lung pentru aceeași greutate. Cu toate acestea, patrulaterele au tendința de a avea o mai mare dexteritate, deoarece pot rămâne suspendate pe loc și pot face viraje ascuțite. „Drona pe care tocmai am creat-o este undeva la mijloc. „Poate zbura mult timp, dar este aproape la fel de agil ca un patruped”, spune Floreano. Această combinație de caracteristici este utilă în special pentru zborul în pădure sau în orașe între clădiri.
Oportunități pentru inteligență artificială
Zborul cu acest nou tip de dronă nu este ușor, datorită numărului mare de configurații posibile de aripă și coadă. Pentru a profita din plin de capacitățile de zbor ale dronei, echipa Floreano intenționează să încorporeze inteligență artificială în sistemul de zbor al dronei, astfel încât să poată zbura semi-automat. Studiul de echipă este publicat în Robotica stiintifica.
Drona inspirată de Raptor cu aripă și coadă în formă. Credit: 2020 EPFL / Alain Herzog
Referință: „Formarea de aripi și coadă inspirată de bio extinde abilitățile de zbor cu dronele” de Enrico Ajanic, Mir Feroskhan, Stefano Mintchev, Flavio Noca și Dario Floreano, 28 octombrie 2020, Robotica stiintifica.
DOI: 10.1126 / scirobotics.abc2897
Finanțare: NCCR Robotics