Птицы — необыкновенные живые существа: в обширном ландшафте эволюции они развили настолько продвинутое мастерство полета, что технологии все еще пытаются им соответствовать. В то время как наши механические устройства зависят от батарей и двигателей, птицы (на ум приходит кондор) используют воздушные потоки и свои врожденные знания об окружающей среде, чтобы планировать и летать с поразительной эффективностью. Сквозь биомиметика, мы пытаемся совместить совершенство природы с человеческой изобретательностью.
Группа исследователей из Нидерландов приняла вызов, разработав беспилотник, который имитирует способность птиц, таких как кондор, использовать воздушные потоки.
Секрет естественного полета
На протяжении тысячелетий человек с восхищением и завистью наблюдал за птицами, летящими по небу. Их способность управлять воздушными потоками, планировать и летать с удивительной эффективностью всегда была источником вдохновения. Но как именно птицы летают с такой малой энергией? Ответ кроется в том, что исследователи называют «орографическим полетом».
Такие птицы, как кондор, являются мастерами этой техники: они оседлают восходящие потоки ветра и, чтобы сохранить устойчивое положение, спускаются в нужном темпе.
Беспилотники Condor и проблема эффективности
Современным дронам, несмотря на их передовые технологии, еще предстоит пройти долгий путь, чтобы достичь эффективности полета птиц. Большинству из них требуется значительное количество энергии, чтобы оставаться в воздухе: но представьте себе беспилотник, которому нужно использовать свои двигатели только 0,25% времени, которое он находится в воздухе.
Над этим работают голландские исследователи (Я дам ссылку на документ здесь): их дрон Condor продемонстрировал ошеломляющее 150-кратное увеличение эффективности по сравнению с традиционными дронами.
Интуиция природы
Но как этим исследователям удалось создать такой эффективный беспилотник? Ключом к их успеху была имитация сложной биологической механики птиц. Они разработали автономный алгоритм, который позволяет дрону адаптироваться к изменениям ветра, как птица.
Этот алгоритм, основанный на ряде датчиков, включая датчик воздушной скорости, систему GPS и камеру, позволяет дрону-кондору «чувствовать» свое окружение и реагировать соответствующим образом.
«По мере того, как ветер меняется, он адаптируется к окружающей среде и меняет свое положение самостоятельно», — говорит ведущий автор исследования. Сунью Хван, аэрокосмический инженер Делфтского технологического университета в Нидерландах. «Всегда старайтесь найти новую позицию, если текущая не работает — она очень гибкая».
Дроны Condor: в будущее полетов
Несмотря на то, что полученные результаты являются многообещающими, все еще есть некоторые проблемы, которые необходимо преодолеть. Прежде всего? Беспилотник Condor еще предстоит испытать в реальных условиях, вне аэродинамической трубы. Однако прогресс, достигнутый на сегодняшний день, является явным признаком того, что сочетание биологии и технологии может привести к инновационным решениям.
Возможно, в недалеком будущем мы увидим дронов, летающих над нами столь же изящно и эффективно, как птицы, которыми мы всегда восхищались.
