Микрошипы — это один из способов, позволяющих роботам цепляться за поверхности, такие как стены и потолки. Теперь канадские робототехники используют мини-шипы для того, чтобы дроны могли приземляться на более сложные и удаленные поверхности — айсберги. Дрон Ice Dart способен приземляться и удерживаться на крутых, скользких поверхностях, таких как айсберги и ледники — это становится все более актуальным в условиях растущей активности в Арктике.

Уникальные возможности Ice Dart

Дрон Ice Dart может зацепляться за ледяные склоны с углом наклона до 60 градусов, что значительно превышает возможности большинства людей без специального оборудования. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале IEEE Transactions on Field Robotics, ученые описали, как они разработали дрон Ice Dart с уникальным посадочным механизмом, который поглощает удар при жесткой посадке и удерживает дрон на месте с помощью крошечных шипов, проникающих в лед. Тестирование проходило на ледниках юго-восточной Исландии, где дрон успешно приземлялся на айсберги и ледники при постоянных ветрах и температурах от 0 до 10 °C. Дрон смог приземляться на скорости до 3 метров в секунду и на склонах до 58 градусов с 100% успешностью даже при ветре до 30 км/ч.

Преимущества посадки для дронов

Исследователи стремились позволить дронам приземляться практически в любом месте мира, поскольку наличие безопасных площадок для посадки является одной из основных ограничений в их эксплуатации. Ученые уже имеют опыт разработки дронов, способных приземляться на движущиеся грузовики, трейлеры, лодки и крутые крыши. Алексис Люсье Дебьен, профессор инженерии в Университете Шербрука, отмечает: "Способность приземляться, а не зависать, может кардинально изменить использование дронов в полевых условиях. После посадки потребление энергии резко снижается, что позволяет значительно продлить время наблюдения с помощью небольшого летательного аппарата. Дрон становится полностью бесшумным и может даже уменьшить или устранить свои тепловые и радиочастотные сигнатуры, отключив основные системы на борту."

Наблюдение за айсбергами

Посадка на айсберги позволяет дронам мониторить их в течение дней или месяцев, обеспечивая более детальные наблюдения, чем быстрая аэровизуализация. Это может упростить отслеживание айсбергов по сравнению с методами, такими как использование вертолетов, сбрасываемых инструментов или устройств для отслеживания, и предоставить дополнительный уровень данных для спутникового и судового обнаружения айсбергов. Это также может обеспечить возможность мониторинга айсбергов, которые в противном случае невозможно отследить.

Технические характеристики Ice Dart

Дрон Ice Dart, выполненный из углеродного волокна, весит всего 2,65 кг и имеет четыре ноги, расположенные в форме X, которые прикреплены к корпусу с помощью поворотного соединения. Используемая в предыдущих исследованиях группа посадочная система рассеивает энергию для уменьшения удара и преодолевает множество инженерных задач. Фрикционные амортизаторы состоят из 38 дисков, которые генерируют фрикционный момент при движении ног вверх и вниз при ударе. Это снижает центр масс БПЛА и помогает распределить кинетическую энергию при посадке. Настоящая хитрость заключается в двух выдвижных шипах на каждой ноге — один для захвата на подъеме и другой для захвата на спуске. Большой шип активируется на более нагруженных ногах при спуске, а меньший шип легче активируется на ногах при подъеме, даже при очень низких нагрузках на крутых склонах. Шипы проникают в лед только при сжатии подвески, создавая сцепление и защищая их от высоких ударных сил.

Перспективы применения технологии

Уильям Д. Харкорт, исследователь Университета Абердина, считает, что данная технология может иметь множество интересных применений. "Вблизи фронтов ледников, эти системы могут позволить измерять напряжение и деформацию, помогая нам понять процессы откалывания," — говорит Харкорт. "Дроны могут использоваться как мобильные GPS, фактически действуя как приемники на льду, но система должна решить проблемы наклона, так как для 3D измерений изменения обычно требуется, чтобы антенна была горизонтальной. Однако если эти проблемы будут решены, это может быть использовано для отслеживания движения айсбергов." Исследователи планируют продолжать развивать технологию Ice Dart для реальных приложений, включая автономный выбор площадок для посадки и возможность экстренного взлета в случае, если айсберг перевернется или расколется. В августе дрон будет развернут во время канадской арктической миссии для посадки на айсберги, сбора данных и помощи в валидации систем обнаружения айсбергов на судах.