Інженери створили дрон зі складними крилами, як у білки-летяги: чим він стане нагоді ЗСУ

Учені з Південної Кореї створили незвичайний квадрокоптер зі складними крилами, які додають йому маневреності в польоті.

Статтю про цю розробку опублікували на сервері препринтів arXiv/

Співробітники Університету науки і технологій Пхохана та Центру технологій автономності штучного інтелекту Агентства з оборонних розробок (ADD) надихнулися крилатими білками-летаками, щоб створити нову конструкцію безпілотника. Згадані тварини мають великі клапті шкіри, які натягуються від зап'ясть до щиколоток і дозволяють планувати з дерева на дерево.

Вчені розповіли виданню Tech Xplore, що подібні крила розширять можливості дронів, використовуючи аеродинамічний опір. Зокрема, білки-летяги можуть швидко сповільнюватися, розправляючи свої крила безпосередньо перед посадкою на дерева та маневрувати в польоті. Дрон теж уміє швидко гальмувати, гасячи інерцію, коли потрібно різко змінити напрямок або уникнути зіткнення з перешкодами.

У попередній статті автори вперше представили свого робота, що нагадує білку-летягу. Тоді вони описали базові апаратні засоби їхнього робота і метод навчання алгоритму, який давав йому змогу швидко сповільнюватися під час виконання маневрів у польоті. У новій роботі інженери випробували систему розгортання мембран крил і довели, що вона дає змогу краще виконувати маневри з високим прискоренням, як-от швидкі зупинки та різкі повороти, якщо порівнювати зі звичайними безпілотними апаратами.

"Щоб безпечно і надійно працювати в таких сценаріях, дрон-летяга повинен вміти вирішувати, коли розкривати або прибирати крила залежно від ситуації, а ротори мають мати можливість створювати відповідну тягу", — пояснили співавтори статті Дохен Лі, Джун-Гілл Канг та Сухі Хан.

У своєму нещодавньому дослідженні вчені також навчили штучні нейронні мережі точно передбачати аеродинамічний опір, створюваний мембраною крила дрона на основі силікону. Потім вони розробили стратегію Thrust-Wing Coordination Control (TWCC), яка використовує прогнози нейронної мережі для оптимального управління як мембраною крила, так і двигунами, що дає змогу надійно виконувати бажані маневри.

"Ще одним важливим внеском нашої роботи стала розробка апаратної системи, яка дає змогу швидко розгортати і прибирати силіконові крила, зберігаючи при цьому традиційний форм-фактор квадрокоптера", — заявили розробники.

Робота дрона, натхненного білкою-летягою, підтримується винятково вбудованим мікроконтролером, без потреби в зовнішніх обчислювальних або комунікаційних системах. Це пов'язано з тим, що алгоритм, який забезпечує його високу маневреність, є одночасно легким та енергоефективним. Таким чином, він також може працювати на мікроконтролерах з низькою продуктивністю, таких як мікроконтролери класу Arduino.

На думку вчених, у майбутньому новий дрон можна буде вдосконалити і протестувати в ширшому діапазоні налаштувань і сценаріїв. Зрештою він може допомогти вирішити безліч реальних проблем. Зокрема, застосовувати в бойових операціях. Ймовірно, такі БПЛА допоможуть українським військовим полювати за маневреними ворожими цілями, наприклад, іншими безпілотниками, коли потрібно швидко змінювати напрямок.

"Тепер ми плануємо реалізувати додаткові можливості, натхненні справжніми білками-летягами. Зокрема, ми маємо намір вивчити поведінку дрона-летяги під час планування і розробити тип посадкового пристрою і стратегії управління, які дадуть змогу дрону швидко сповільнюватися і приземлятися на стіни або дерева, подібно до того, як приземляються справжні білки-летяги", — додали винахідники.