Вчені навчили мініатюрні дрони орієнтуватись у темряві на дотик

Дослідники з Делфтського технічного університету в Нідерландах створили систему тактильної навігації для мініатюрних дронів вагою менше 100 грамів. Замість камер і лідарів, які важкі й погано працюють у диму, пилу чи повній темряві, дрон отримав пару штучних «вусів» — за принципом вібрисів гризунів. Такий підхід дозволяє безпілотникам досліджувати тісні простори: завалені будівлі, підземні тунелі та печери, орієнтуючись виключно на дотик.

Кожен із двох гнучких вусів закріплений у передній частині дрона й оснащений трьома мініатюрними датчиками тиску біля основи. Коли вус торкається поверхні й згинається, зміна тиску в датчиках дозволяє визначити напрямок контакту, відстань до перешкоди та її положення у просторі.

Головною технічною проблемою стало відокремлення сигналів дотику від вібрацій власних компонентів дрона та повітряних потоків від гвинтів. Щоб розв’язати це завдання, команда розробила компактний контролер і спеціальний алгоритм обробки даних, який нівелює вплив турбулентності й обчислює відстань до перешкод з точністю до міліметра. Весь обчислювальний ланцюжок працює безпосередньо на бортовому мікроконтролері та займає лише 34 кілобайти пам’яті.

Під час випробувань дрон впевнено рухався вздовж твердих і м’яких поверхонь, слідував контурами стін у повній темряві, будував тактильні карти незнайомих приміщень і самостійно знаходив вихід — без камер і зовнішніх систем позиціонування.

Дослідники вважають, що ця розробка відкриває новий клас надмалих автономних роботів для роботи там, де традиційні сенсори стають марними: у задимлених будівлях після аварій, вузьких підземних проходах і природних печерах.