Дрон RAVEN от EPFL мог бы быть обычным беспилотником в формате самолета. Но RAVEN, в отличие от других крылатых дронов, не нуждается в разгоне или разбеге для взлета. Он способен слетать с места. Для этого инженеры EPFL скопировали живую природу и оснастили дрон птичьими ногами.
Разработанный исследователями из Cole Polytechnique Federal de Lausanne (EPFL) в Швейцарии и Калифорнийского университета в Ирвайне робот RAVEN заменяет традиционное колесное шасси самолета на пару шарнирных ног в стиле птиц. Эти ноги позволяют дрону ходить, прыгать через препятствия и даже прыгать в воздух, чтобы взлететь без надобности в взлетно-посадочной полосе.
Вы можете вспомнить, что уже есть беспилотники-квадрокоптеры, которые легко взлетают и приземляются без необходимости взлетно-посадочной полосы. Но квадрокоптеры менее энергоэффективны, чем дроны-самолеты, поскольку крыло позволяет летать эффективнее.
Чтобы расширить возможности дронов с неподвижным крылом, исследователи черпали вдохновение от таких птиц, как вороны и вороны, которые могут легко маневрировать на земле с помощью поджарой пары ног, как описано в статье, опубликованной в Nature.
Ноги и стопы RAVEN имеют упрощенную конструкцию, но все еще обеспечивают достаточную артикуляцию, чтобы дрон мог маневрировать на земле.
Механическое воспроизведение силы и возможностей птичьих ног без добавления значительного веса дрона и уменьшения его радиуса действия требовало сочетания математических моделей, компьютерного моделирования и экспериментальных итераций.
Окончательный дизайн ног использует комбинацию пружин и двигателей, чтобы имитировать мощные птичьи сухожилия и мышцы, тогда как его упрощенные стопы используют две шарнирные структуры плюс пальцы с пассивным эластичным суставом. Пальцы ног не только предотвращают постоянное падение RAVEN на лицо, они также важны для ходьбы и позиционирования дрона под правильным углом атаки для эффективного взлета.
Беспилотники с неподвижным крылом, которые используют ноги для коротких взлетов и посадок, не совершенно новая идея. В 2019 году южноафриканский стартап под названием Passerine продемонстрировал дрон под названием Sparrow, который использовал пару подпружиненных ног, чтобы подпрыгнуть в воздух и совершить полет с места.
Что отличает RAVEN от других, так это сложность его ног, позволяющих беспилотнику ходить по пересеченной местности, перепрыгивать через пробелы и прыгать на препятствия высотой до 25 сантиметров – в дополнение к возможности прыгнуть в полет.
RAVEN не ограничивается зонами с гладкими поверхностями, которые требуются традиционным колесным шасси. Он также не нуждается в вмешательстве человека, чтобы снова подняться в воздух. Он способен совершать посадку и исследовать места, которые могут быть опасными или недоступными для людей, а затем перемещаться в зону, безопасную для взлета. И он делает все это, используя меньше энергии, чем беспилотный квадрокоптер, дающий ему больший радиус работы.
