Мини-дроны становятся все больше похожими на насекомых

Технологии по созданию дронов все еще находятся в относительном младенчестве, несмотря на концепции, разработанные в середине 1800-ых годов, когда австрийцы начали отправлять беспилотные шары, наполненные бомбами, во время нападений на Венецию.

Сегодня дроны быстро становятся все более высокотехнологичными системами, которые будут использоваться в самых разных областях, начиная с военной разведки и заканчивая поисково-спасательными миссиями . Концепция дронов становится настолько модной, что даже Amazon рассматривает использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для доставки пакетов с товарами, купленными на его площадке.

Однако, несмотря на то, что американские военные используют технологии дронов в течение многих десятилетий, будущие БПЛА и технологии, на которых они будут базироваться, вот-вот взлетят к новым высотам.

В новых исследованиях ученые ищут решения, которые позволят мини дроном размером с обычного комара свободно перемещаться в городской среде и выполнять новые задачи. Эти решения могут быть найдены в процессе работы 14 выдающихся научных коллективов, которые исследуют механизмы, повторяющие строение птиц, летучих мышей, насекомых и других существ. Эти мини роботы могут быть задействованы для решения реальных проблем в следующем поколении беспилотных самолетов. Эта инновационная работа была опубликована в специальном выпуске журнала IOP Publishing’s  Bioinspiration and  Biomimetrics.

Следует отметить, что современные технологии дронов уже используются в поисково-спасательных операциях. После разрушительного землетрясения и последовавшего за ним цунами в Японии в 2011 году спасателям было очень трудно попасть в некоторые  помещения, которые приходилось исследовать  с помощью небольших дронов. Команда венгерских исследователей считает, что используемые во время этой трагедии могли бы быть намного эффективнее, если бы роботы работали в тандеме, с использованием сложного алгоритма, который позволяет беспилотным самолетам летать вместе, как это делает стая птиц. Команда продемонстрировала эффективность этого алгоритма в новом исследовании, используя его, чтобы направить движение девяти отдельных квадрокоптеров.

Другое исследовательская группа, базирующееся в Гарвардском университете, разработала еще одну технологию, позволяющую программировать дронов , которые могут маневрировать в условиях ограниченного пространства. Исследователи из Гарварда разработали миллиметрового размера искусственных насекомых размером не больше копейки, которые могут вести видеосъемку, зависая в воздухе в течение длительных периодов времени, а также легко маневрировать во время полета.

Команда заявляет, что их беспилотники однажды могут быть использованы в сельском хозяйстве для опыления растений и разведки, а также смогут помочь в будущем для исследования насекомых в полете. Но при создании мини дронов ученые сталкиваются с рядом проблем. Например, эти высокотехнологичные роботы пока не могут также легко справляться с жарой, проливными дождями или сильным ветром, как обычные насекомые.

Самой экстремальной из этих проблем на данный момент является ветер, который подбросил исследователям из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл,  Калифорнийского Университета и Университета Джонса Хопкинса идею изучить одно существо, которое умеет очень хорошо летать в ветреную погоду – бражник (лат. Sphingidae). В настоящее время ученые пытаются научить свои дроны контролировать полет также хорошо, как и эти бабочки.

Еще одной проблемой при создании современных дронов является поиск способа уменьшить количество энергии, которая требуется для работы дронов. Команда из Университет Шербрука и Стэнфордского университета приняли этот вызов создав дрона Jumpglider .

На создание Jumpglider исследователей вдохновили такие позвоночные, как белки-летяги, летающие рыбы и летающие змеи, которые все используют аэродинамику собственных тел для увеличения расстояния, на которое они могут прыгать и скользить. На основании наблюдений этих существ команда ученых создала Jumpglider с пружинной основой механической ноги, которая подбрасывает робота в воздух.

Jumpglider может в один прекрасный день быть использован для проведения поисково-спасательных работ и может работать на малой мощности, предлагая существенное преимущество по сравнению с наземными роботами, которые должны перемещаться вокруг препятствий и по пересеченной местности.

Как видим, технологии мини дронов, разрабатываемые в настоящее время, смогут быть весьма полезными для человечества в будущем. Конечно, при условии, что эти технологии в первую очередь будут направлены в мирное русло.