Дрон с «cоколиными» лапками научился хватать предметы прямо в воздухе (видео)

Фото: кадр из видео

Инженеры из Стэнфордского университета (США) разработали устройство захвата для дрона, которое позволяет ловить объекты прямо в воздухе. Они раскрыли подробности своего изобретения на официальном сайте университета.

Команда исследователей во главе с Марком Куткоски и Дэвидом Лентинком вдохновились особенностями когтистых лап, позволяющих птицам легко хватать добычу и приземляться на различные типы поверхностей. В результате они разработали воздушный хват (stereotyped nature-inspired aerial grasper, сокращенно — SNAG), который установили на квадрокоптер.

В качестве образца ученые использовали ноги сапсана, хищной птицы из семейства соколиных. Инженеры создали сложные пластиковые компоненты, заменяющие кости, и напечатали их на 3D-принтере, а мышцы и сухожилия заменили сервомоторами и леской. Каждая нога оснащена двумя двигателями: один для движения назад-вперед, а другой — для захвата. Особый механизм поглощает энергию удара во время приземления и преобразует ее в силу хвата. После сжатия ветки, акселерометр на правой ноге фиксирует приземление и запускает алгоритм балансировки.

"Нелегко имитировать то, как птицы летают и садятся на насест. Их взлет и посадка кажутся такими легкими, даже несмотря на всю сложность и разнообразие ветвей деревьев", — объяснил доктор Уильям Родерик.

Сначала ученые следили за поведением попугаев. Пять высокоскоростных камер записывали, как птицы летали между насестами из различных материалов: дерева, пены, наждачной бумаги и тефлона. Специальные датчики фиксировали физические показали во время приземления и взлета.

Как оказалось, попугаи одинаково действовали, независимо от типа поверхности — их ноги инстинктивно подбирали необходимые усилия и положения в зависимости от текстуры жерди. Из-за шаблонного поведения подопытных устройство назвали "стереотипным". Инженеры сравнили несколько различных типов расположения пальцев на лапах птиц и выбрали такой, как хищного сапсана.

Во время тестов Уильям Родерик сначала запускал робота на различные поверхности в лаборатории с определенной скоростью и положением в пространстве, чтобы проверить, как он будет действовать при различных сценариях. После этого SNAG заставили ловить в воздухе подброшенные предметы, такие как теннисный мяч, мешок и симулякр добычи. Напоследок, беспилотник с лапками отправили в лес для испытаний в реальных условиях — они прошли успешно. Теперь инженеры работают над системой управления и искусственным интеллектом.

Как утверждают представители университета, у аппарата есть широкий спектр возможных применений, например, поисково-спасательные операции, борьба с лесными пожарами или изучение микроклимата в дикой природе при помощи специальных датчиков. Механическую платформу с лапками можно прикрепить к другим устройствам, помимо квадрокоптеров.

"Цель этой работы частично заключалась в создании инструментов, которые мы могли бы использовать для изучения мира природы. Если бы у нас был робот, который мог бы действовать как птица, он дал бы совершенно новые возможности для изучения окружающей среды", — поделился Уильям Родерик.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform