Ученые MIT разработали систему дронов, вдохновленную биомеханикой комаров. Дроны способны сохранять устойчивость и маневренность при столкновении с препятствиями и порывами ветра.
Ученые кафедры электротехники и информатики и исследовательской лаборатории электроники MIT сконструировали БПЛА размером с насекомых. Беспилотники оснащены мягким приводом нового класса, благодаря которому дроны выдерживают физические нагрузки во время реального полета. Решение поможет безопасно искусственно опылять посевы, осматривать оборудование в узких пространствах (например, газотурбинных двигателей) или в спасательных работах.
«Задача создания небольших воздушных роботов глобальна. Большие беспилотники обычно приводятся в движение двигателями, но их эффективность снижается по мере уменьшения габаритов. Для нанодронов нужно искать альтернативы. Такие устройства требуют принципиально иной конструкции», рассказал Кевин Юфен Чен ( Kevin Yufeng Chen), один из соавторов работы.
Такой альтернативой до сих пор было использование компактного жесткого привода, изготовленного из пьезоэлектрических керамических материалов. Пьезоэлектрическая керамика позволила поднять первые поколения мини-дронов в воздух, но они также довольно хрупкие.
Ученые разработали более прочный беспилотник, в котором использовали мягкие приводы. Он весит 0,6 гр., что примерно равно массе большого шмеля. Силовая установка состоит из тонких резиновых цилиндров, покрытых углеродными нанотрубками. Когда на углеродные нанотрубки подается напряжение, они генерируют электростатическую силу, которая сжимает и удлиняет резиновый цилиндр. Повторяющийся процесс инициирует движение крыльев БПЛА.
Приводы способны совершать движение около 500 раз в секунду, придавая дрону устойчивость к внешним воздействиям. Дрон способен выполнять сложные маневры, такие как сальто в воздухе.
Материалы исследования опубликованы в журнале IEEE Transactions on Robotics.