В Нидерландах создали дрон, который ориентируется в пространстве на ощупь, как грызун. Аппарат использует искусственные усы и датчики давления, чтобы летать в полной темноте, дыму и пыли.
Источник изображения: Делфтский технологический университет
Команда из Технического университета Делфта (Нидерланды) под руководством доктора Суа Хамазы представила систему тактильной навигации для микродронов. Вдохновением послужили грызуны: крысы и мыши ориентируются в темноте с помощью вибрисс — чувствительных усов, которые улавливают малейшие колебания и изменения давления при контакте с поверхностями.
Каждый искусственный ус крепится в передней части дрона и у основания оснащен тремя миниатюрными датчиками давления. Когда ус касается препятствия и изгибается, датчики фиксируют изменение давления. Это позволяет определить направление и глубину контакта, а также положение объекта в пространстве. Дрон получает детальную информацию о близлежащих поверхностях и может облетать препятствия, следовать вдоль стен и строить тактильную карту помещения.
Главная инженерная сложность заключалась в том, чтобы отделить полезный сигнал касания от помех, создаваемых самим дроном. Потоки воздуха от винтов и вибрации корпуса искажают показания датчиков. Для решения этой проблемы команда разработала компактный алгоритм обработки данных в реальном времени. Он компенсирует влияние турбулентности и позволяет рассчитывать расстояние до препятствий с точностью до миллиметра.
Все вычисления выполняются непосредственно на бортовом микроконтроллере и использует всего 34 килобайта памяти. Это значит, что дрон не нуждается во внешних компьютерах или системах позиционирования, таких как GPS. Он принимает решения и реагирует на обстановку самостоятельно.
В ходе испытаний аппарат продемонстрировал способность двигаться вдоль твердых и мягких поверхностей, следовать по контурам стен в полной темноте, строить тактильные карты незнакомых помещений и самостоятельно находить выход — без единого визуального сигнала.
По словам авторов работы, такой подход может открыть дорогу новому классу сверхмалых автономных роботов. Они смогут работать там, где традиционные сенсоры бесполезны: в задымленных зданиях после аварий, в пещерах и узких подземных коммуникациях.
