Naukowcy z École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) w Szwajcarii i UC Irvine opracowali drona zdolnego do lądowania i startu w obszarach, w których w przeciwnym razie stałopłat byłby unieruchomiony. Ich Robotyczny pojazd inspirowany ptakami do wielu środowisk (RAVEN) zamienia tradycyjne podwozie na parę przegubowych nóg inspirowanych ptakami, które pozwalają dronowi chodzić, przeskakiwać przeszkody, a choćby wzbić się w powietrze, aby odlecieć bez potrzeby stosowania pasa startowego.
Drony quadkopterowe mogą oferować większą elastyczność w zakresie miejsca startu i lądowania, ale większość z nich opiera się na czterech silnikach, które są mniej energooszczędne niż drony ze stałopłatami, które wykorzystują do lotu pojedynczy silnik w połączeniu z szybowaniem. Aby rozszerzyć możliwości stałopłatów, badacze zainspirowali się ptakami takimi jak wrony i kruki, które z łatwością mogą manewrować na ziemi dzięki chudej pary nóg, jak szczegółowo opisano w artykule artykuł opublikowany w Natura w tym tygodniu.
Nogi i stopy RAVEN mają uproszczoną konstrukcję, ale przez cały czas zapewniają wystarczającą swobodę ruchu, aby dron mógł manewrować na ziemi.Zdjęcie: Alain Herzog
Mechaniczne odtworzenie siły i możliwości ptasich nóg bez zwiększania znacznej wagi drona i zmniejszania jego zasięgu działania wymagało połączenia „modeli matematycznych, symulacji komputerowych i iteracji eksperymentalnych”.
Ostateczny projekt nóg wykorzystuje kombinację sprężyn i silników, aby naśladować „potężne ptasie ścięgna i mięśnie”, podczas gdy w uproszczonych stopach zastosowano „dwie przegubowe struktury” oraz palce z pasywnym elastycznym stawem. Palce nie tylko uniemożliwiają RAVENowi ciągłe lądowanie w twarz, ale mają także najważniejsze znaczenie dla chodzenia i ustawiania drona pod odpowiednim kątem natarcia, aby zapewnić skuteczny start.
Stałopłat, który wykorzystuje nogi do krótkich startów i lądowań, nie jest całkowicie nowym pomysłem. W 2019 roku południowoafrykański startup o nazwie Passerine zademonstrował drona o nazwie Sparrow który dzięki pary sprężynowych nóg wyskakiwał w powietrze i wzbijał się w powietrze po zatrzymaniu. Tym, co wyróżnia RAVEN, jest złożoność jego nóg, które pozwalają dronowi poruszać się po nierównym terenie, przeskakiwać przepaści i wskakiwać na przeszkody o wysokości do 30 cm – oprócz możliwości wskoczenia w lot.
Działalność RAVEN nie ogranicza się do lotnisk czy obszarów o gładkich powierzchniach, czego wymaga tradycyjne podwozie kołowe. Nie wymaga również interwencji człowieka, aby ponownie wzbić się w powietrze. Jest w stanie lądować i badać obszary, które mogą być niebezpieczne lub niedostępne dla ludzi, a następnie przemieszczać się do obszaru, z którego można bezpiecznie wystartować. A wszystko to przy mniejszym zużyciu energii niż dron typu quadcopter, co zapewnia mu większy zasięg operacyjny.
