Голландские учёные создали тактильные «усы» для дронов: навигация без камер и лидаров

Проблема микродронов: слишком мало места для сенсоров

Современные дроны оснащены передовой навигацией и системами предотвращения столкновений, поэтому почти не врезаются в препятствия. Однако у крошечных аппаратов весом менее 100 граммов есть серьёзная проблема: совместить лёгкость и мощность систем крайне сложно. Камеры, лидары и другие обычные датчики для них слишком тяжелы.

Природа подсказала решение

Идею учёным подсказали крысы и мыши. Их чуткие усы помогают замечать объекты поблизости — пока животное не подошло слишком близко, — а также чувствовать вибрации и слабые потоки воздуха. Исследователи из голландского технологического института решили воспроизвести этот принцип в искусственной сенсорной системе.

Как устроены искусственные усы

Учёные создали лёгкие, чувствительные к давлению искусственные усики: каждый весит всего 3,2 грамма при длине 200 мм. Они изготовлены из нитиноловой проволоки — сплава никеля и титана с эффектом памяти формы. Два усика встроены в переднюю часть дрона. У основания каждой нити расположены три миниатюрных датчика барометрического давления, подключённых к встроенному микроконтроллеру.

Принцип работы: давление вместо зрения

Когда дрон пролетает рядом с объектом и усик касается поверхности, изменения давления у основания измеряются менее чем за две миллисекунды. Это позволяет дрону рассчитать глубину контакта с миллиметровой точностью. Таким образом, аппарат может ориентироваться и исследовать среду с помощью прикосновения, а не зрения.

Преимущества перед традиционными сенсорами

Главное достоинство новой системы — возможность работать в темноте и условиях плохой видимости, например в дыму. Кроме того, тактильные усики значительно легче камер и лидаров, что критически важно для микродронов. Система также потребляет меньше энергии, чем активные оптические датчики.

Потенциальные применения

Разработка может найти применение в поисково-спасательных операциях, где дронам приходится работать в задымлённых или тёмных помещениях. Также она пригодится для инспекции труднодоступных объектов и в других сценариях, где визуальные сенсоры бесполезны. В перспективе такие усики могут стать частью стандартного набора сенсоров для микродронов.

Что дальше

Пока неизвестно, когда технология выйдет за пределы лаборатории и появится на коммерческом рынке. Однако сама концепция демонстрирует, как биомиметика помогает решать инженерные задачи, недоступные традиционным подходам. Возможно, в будущем дроны научатся «осязать» мир так же естественно, как это делают грызуны.