Lieta rýchlosťou 80 km/h a prežije aj tvrdý náraz. Nový dron búra zaužívané pravidlá konštrukcie
Lieta rýchlosťou auta, dokáže sa stlačiť a nezastaví ho ani náraz do prekážky. Nový dron FlexiQuad mení zaužívaný spôsob konštrukcie lietajúcich zariadení. Jeho tvorcovia veria, že pružný rám by mohol priniesť výhody pri záchranných misiách či prieskume nebezpečných miest.
Drony dokážu lietať vysokou rýchlosťou a presne manévrovať, no nečakaná prekážka môže ich let rýchlo ukončiť. Výskumníci zo švajčiarskej univerzity ETH Zürich preto vyvinuli zariadenie, ktoré sa pri kolízii správa úplne inak. FlexiQuad nemá klasickú pevnú konštrukciu a nárazy dokáže zvládnuť bez straty schopnosti lietať. Nová technológia by v budúcnosti mohla pomáhať pri záchranných operáciách aj prieskume nebezpečných priestorov.
Namiesto pevného tela využíva pružný prstenec
Pri vývoji dronov výrobcovia tradične uprednostňujú pevné konštrukcie. Tie zabezpečujú stabilitu a umožňujú presné riadenie letu. Pri náraze však nedokážu dostatočne tlmiť pôsobiace sily, čo môže viesť k poškodeniu zariadenia. FlexiQuad tento problém rieši pomocou pružného rámu v tvare kruhu, ktorý nepotrebuje centrálnu nosnú časť. Vrtule, batérie a elektroniku výskumníci rozmiestnili po jeho obvode. Konštrukcia sa tak pri kontakte s prekážkou môže deformovať a zmierniť následky kolízie.
Inšpiráciu našli autori v prírode, konkrétne v krídlach vtákov a hmyzu. Rám navrhli tak, aby sa ľahšie ohýbal do strán, no vo vertikálnom smere si zachovával vyššiu tuhosť. Dron preto dokáže kombinovať pružnosť s vlastnosťami potrebnými na stabilný let.
Rýchlosťou nezaostáva za klasickými dronmi
Nezvyčajný dizajn neznamená, že FlexiQuad musí lietať pomalšie. Počas skúšok dosiahol maximálnu rýchlosť až 80 kilometrov za hodinu. Jeho schopnosť zrýchľovať a meniť smer je pritom porovnateľná s tradičnými kvadrokoptérami. Výskumníci preverili aj jeho správanie pri priamom náraze. Dron nasmerovali proti prekážkam rýchlosťou približne 25 km/h. Pružná konštrukcia pri kontakte zmenila tvar, stlmila časť nárazu a umožnila zariadeniu pokračovať v lete.
Flexibilný rám má navyše ďalšiu zaujímavú vlastnosť. Dokáže sa stlačiť okolo predmetov a poslúžiť pri ich prenášaní. Počas experimentov takto dron premiestnil mäkkú lekárničku a zdvihol aj náklad ťažší než samotné zariadenie.
Uplatnenie môže nájsť v ruinách aj hustých lesoch
Schopnosť zvládať nárazy by mohla výrazne pomôcť pri úlohách, ktoré vyžadujú pohyb v stiesnenom prostredí. Príkladom sú zrútené budovy, kde záchranári pátrajú po nezvestných osobách. Dron by mohol preskúmavať priestory, v ktorých hrozí častý kontakt so stenami či troskami. Ďalšou možnosťou sú technické kontroly lodných nádrží alebo zber údajov v husto zarastených lesoch. Pružná konštrukcia umožňuje zariadeniu prechádzať užšími otvormi bez potreby výrazne zmenšovať jeho rozmery. Výskumníci tiež zvažujú využitie siete, pomocou ktorej by FlexiQuad zachytával nežiaduce drony.
Výhodou nového riešenia sú aj relatívne nízke náklady na konštrukciu. Materiály potrebné na výrobu rámu stoja menej ako 15 švajčiarskych frankov. Jednotlivé časti možno navyše rozložiť a pohodlne prenášať v kufri.
Najväčšou výzvou zostáva autonómne lietanie
Pred praktickým nasadením musia výskumníci vyriešiť niekoľko technických problémov. Po kolízii môže rám krátko vibrovať, čo negatívne ovplyvňuje obraz z kamier. To následne komplikuje orientáciu a automatické riadenie zariadenia. Tím preto začal využívať posilňované učenie, ktoré pomáha dronu obnoviť stabilitu po náraze. Zariadenie pri tom pracuje s údajmi z vlastných pohybových senzorov. Po stabilizácii sa môže opäť vrátiť k autonómnemu letu.
Výskumníci zároveň skúmajú, či by dokázali využiť samotné ohýbanie a vibrácie rámu ako ďalší zdroj informácií. Podobný princíp využíva aj hmyz pri vnímaní pohybu svojich krídel. FlexiQuad tak predstavuje nový prístup ku konštrukcii dronov, ktoré by v budúcnosti mohli bezpečnejšie zvládať náročné prostredie.
