Птицы — необыкновенные живые существа: на обширном пространстве эволюции они развили настолько развитое мастерство полета, что технологии до сих пор пытаются ему 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 удивительной эффективностью. Сквозь биомиметика, мы пытаемся объединить совершенство природы с человеческой изобретательностью.
Команда исследователей из Нидерландов приняла этот вызов, разработав дрон, который имитирует способность таких птиц, как кондор, использовать воздушные потоки.
Секрет естественного полета
На протяжении тысячелетий человек с восхищением и завистью наблюдал за птицами, летающими в небе. Их способность управлять воздушными потоками, планировать и летать с поразительной эффективностью всегда была источником вдохновения. Но как именно птицы летают с таким небольшим количеством энергии? 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.
Дроны 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 дрон, которому нужно использовать двигатели только 0,25% времени, пока он находится в воздухе.
Над этим работают голландские исследователи (Я дам ссылку на документ здесь): Их дрон Condor показал невероятный прирост эффективности более чем в 150 раз по сравнению с традиционными дронами.
Интуиция природы
Но как эти исследователи создали такой эффективный дрон? Ключом к их успеху было имитация сложной биологической механики птиц. Они разработали автономный алгоритм, который позволяет дрону адаптироваться к изменениям ветра, как это сделала бы птица.
Этот алгоритм, основанный на ряде датчиков, включая датчик скорости воздуха, систему GPS и камеру, позволяет дрону Condor «чувствовать» свое окружение и реагировать соответствующим образом.
«Когда ветер меняется, он адаптируется к окружающей среде и самостоятельно меняет свое положение», — говорит ведущий автор исследования, Сунью Хван, аэрокосмический инженер Делфтского технологического университета в Нидерландах. «Он всегда пытается найти новую должность, если текущая не срабатывает – он очень гибкий».
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.
