Команда биоинженеров из Королевского ветеринарного колледжа (RVC, Лондон) разработала новую систему для ориентации дронов в пространстве. Ученые изучали возможности самца комара Culex quinquefasciatus, который использует воздушные потоки для обнаружения препятствий.
В полной темноте комар взлетает и приземляется при помощи органов чувств. При этом им не нужны глаза. Насекомое задействует комбинацию быстрого движения крыльев, антенн на усиках и воздушного потока. В воздушном потоке эти органы помогают самцу реагировать на механические раздражители.
Частые движения крыльев обеспечивают подъемную силу. Во время перемещения потоки воздуха, формирующиеся при контакте поверхностями и объектов, изменяющих свою форму, обнаруживаются множеством рецепторов у основания усиков, называемых органом Джонстона. Это позволяет насекомому формировать «карту» окружающей обстановки с помощью «аэродинамического изображения», а также отмечать почву и препятствия.
Для понимания процессов ученые зафиксировали на видео высокого разрешения процесс полета, а затем проанализировали его с помощью компьютерного моделирования. Выяснилось: комары используют экранный эффект (ground effect).
Затем данные исследования легли в основу системы миниатюрного квадрокоптера, копирующего «аэродинамическое изображение». Ученые оснастили дрон сенсорным устройством комплексом из зондов, подключенных к датчикам перепада давления, настроенного на максимальную чувствительность. После серии тестовых контролируемых полетов дрон перевели на автономное управление.
Беспилотник обнаруживал поверхности на расстоянии, достаточного для облета препятствий и столкновения с землей и стенами. При этом практически не потребовалась обработка данных. Ученые отметили, что новая система навигации является легкой, энергоэффективной и масштабируемой. Вычисления, по словам ученых, простые.
Применение возможностей комара позволит снизить нагрузку на процессоры беспилотников и даже создать автономную систему для полетов, которая молниеносно отреагирует на препятствия и обогнет их.
