ETH Zurich создал прототип FlexiQuad — гибкий квадрокоптер, переживающий столкновения на 25 км/ч

Исследователи из ETH Zurich создали FlexiQuad — прототип квадрокоптера с мягкой кольцевой рамой без центрального корпуса, сообщает DEV.UA со ссылкой на Tech Xplore. Роторы, аккумуляторы и модуль управления равномерно распределены вдоль рамы. Дрон разработали Лука Жирард и Стефано Минчев в Лаборатории экологической робототехники ETH Zurich. Авторы подали заявку на патент, проект был номинирован на премию Spark Award dev.uaDEV.UAdev.uaОткрыть источник ↗.

Мягкая кольцевая рама вместо жёсткого корпуса

Более ста лет квадрокоптеры строили по одному базовому принципу: четыре плеча с пропеллерами отходят от жёсткого центрального корпуса. Такая схема подходит для точного полёта, но чувствительна к незапланированным контактам: даже небольшой удар о стену может дестабилизировать или разрушить аппарат dev.uaDEV.UAdev.uaОткрыть источник ↗.

В FlexiQuad рама деформируется при ударе и поглощает большую часть энергии столкновения. Рама гибкая не во всех направлениях. По словам Жирарда, разработчики опирались на птиц и насекомых и на то, насколько жёсткими бывают их крылья в разных направлениях. Рама легко изгибается в горизонтальной плоскости, где нужна деформация, и остаётся жёсткой по вертикали, поэтому роторы эффективно передают тягу dev.uaDEV.UAdev.uaОткрыть источник ↗.

Конструкция модульная и недорогая: материалы для корпуса стоят меньше 15 швейцарских франков. В разобранном виде плоские элементы рамы компактно складываются, и один из прототипов Жирард перевозил в обычном чемодане dev.uaDEV.UAdev.uaОткрыть источник ↗.

Результаты испытаний и нерешённые задачи

По словам Жирарда, дрон развивает скорость до 80 км/ч, а его линейное и угловое ускорение сопоставимо с жёсткими дронами. В испытаниях FlexiQuad намеренно врезался в препятствия на скорости до 25 км/ч. Рама кратковременно деформировалась, что снижало нагрузку, и дрон продолжал полёт. Ту же гибкость используют для работы с грузом: дрон перенёс мягкую аптечку и поднял груз тяжелее себя dev.uaDEV.UAdev.uaОткрыть источник ↗.

Авторы называют возможные применения в ограниченных пространствах: осмотр балластных цистерн кораблей и других труднодоступных конструкций, разведка внутри разрушенных зданий с проходом через узкие отверстия, измерения в густых лесах, где велик риск столкновений с ветками dev.uaDEV.UAdev.uaОткрыть источник ↗.

Прежде чем выйти за пределы лаборатории, FlexiQuad должен получить надёжную систему ориентации и автономной навигации. После столкновения вибрации гибкой рамы размывают изображение с камер, что усложняет работу сенсоров. Исследователи взяли за основу рефлексы насекомых: сейчас дрон учат сначала стабилизироваться после удара по бортовым датчикам движения и лишь затем возвращаться к автономному полёту. Команда также изучает, можно ли использовать колебания и деформации самой рамы как дополнительный канал обратной связи для системы управления полётом dev.uaDEV.UAdev.uaОткрыть источник ↗.