Два дрона научились открывать двери

Инженеры из США и Швейцарии разработали два небольших дрона, способных перемещать грузы с массой, превышающей их собственную в 40 раз. Они могут зацепляться за поверхности с помощью шипов или адгезивной поверхности, напоминающей лапку геккона, и тянуть объекты с помощью лебедки и троса. Разработчики показали, как пара таких дронов могут открыть дверь с нажимаемой ручкой. Статья с описанием разработки опубликована в Science Robotics.

Дроны используют не только для съемки с воздуха, но и для перевозки грузов. Тем не менее, возможности дронов достаточно ограничены, и для транспортировки больших объектов подходят лишь большие мультикоптеры, как правило, с шестью, восемью или большим количеством роторов. Из-за этого небольшие дроны, которые могут пролетать через узкие проемы, и удобны в транспортировке, слабо применимы в качестве транспорта.

Инженеры под руководством Дарио Флореано (Dario Floreano) из Федеральной политехнической школы Лозанны решили использовать гибридный подход, при котором дрон совмещает воздушное и наземное перемещение и тем самым расширяет свои способности. Разработчики отмечают, что они вдохновились способностью ос перемещать добычу, слишком тяжелую для удержания в воздухе, по земле или наклонным поверхностям. Осы зацепляются за неровности поверхности и тащат добычу за собой. Кроме того, пауки вида Pasilobus умеют притягивать к себе добычу, захваченную паучьей нитью.

В своей работе инженеры объединили несколько природных механизмов для создания компактных, но многофункциональных дронов FlyCroTug. Оба дрона имеют похожее принципиальное строение — это квадрокоптеры с лебедкой, колесами и механизмом, позволяющим фиксировать дрон относительно горизонтально поверхности.

Инженеры создали два варианта такого механизма, один из которых представляет собой набор шипов, зацепляющихся за неровности, а второй напоминает лапку геккона, состоящую из множества волосков, которые при соприкосновении с поверхностью резко увеличивают трение и не дают дрону сдвинуться с места. Лебедка дронов позволяет им двигать предметы с силой до 40 ньютонов, при том, что сами дроны имеют массу примерно 100 грамм.

Разработчики продемонстрировали применение дронов на разных примерах. Пожалуй, самое впечатляющее из них — самостоятельное открытие большой двери с ручкой, которую необходимо нажать. Сначала один из дронов подлетает к двери, подсовывает под нее крюк, отъезжает и закрепляется на полу с помощью шипов. После этого второй дрон зацепляется за ручку с помощью крюка, а затем фиксируется на двери с помощью прилипающего устройства. Затем оба дрона начинают натягивать тросы, нажимая ручку и открывая дверь.

Новая работа отчасти основана на разработке смежной группы — роботе μTug, способном перемещать с помощью лебедки груз с массой, превышающей его собственную в 1800 раз. Кроме того, авторы новой работы не первые, кто использовал кооперацию для расширения возможностей роботов. В 2016 году американские инженеры представили двух роботараканов, оборудованных магнитной сцепкой и лебедкой. При подходе к высокому препятствию один из них помогает второму забраться на верх, после чего забравшийся притягивает к себе оставшегося внизу.

Григорий Копиев