Technologie

Nový dron se dokáže sám složit ve vzduchu

Kvadrokoptéry sice mohou složit jako všestranné drony, ale jejich čtyři roztažená ramena jim brání v provádění určitých úkolů. Experimentální nový dron řeší tento nedostatek s pažemi, které se pasivně složí podle potřeby.

Už dříve jsme sice viděli kvadrokoptéry, které se mohou překonfigurovat během letu, i když tak činily pomocí elektrického zařízení. To znamená, že jejich schopnost měnit tvar spotřebovává energii baterie a zvyšuje elektronickou složitost zařízení. Vědci z robotické laboratoře HiPeRLab z kalifornské univerzity Berkeley hledali jednodušší alternativu a vyvinuli to, čemu říkají Midair Reconfigurable Quadcopter („kvadrokoptéra, která se rekonfiguruje ve vzduchu“), přičemž používá neaktivované panty. Zjednodušeně řečeno, gravitace nebo zpětný tah je vše, co je potřeba k tomu, aby se každé z jeho ramen podle potřeby složilo.

Toto nastavení umožňuje řadu manévrů. Pokud například horizontálně pohybující se dron potřebuje projít úzkým vertikálním otvorem, obrátí směr tahu na dvě protilehlá ramena, což způsobí, že se obě složí. Vzhledem k tomu, že osy tahu těchto ramen jsou vzájemně odsazeny (tělo dronu je obdélníkové, nikoli čtvercové), jimi vytvářený točivý moment při stáčení působí proti točivému momentu vytvářenému dalšími dvěma rameny. Výsledkem je, že nyní užší dron je schopen hladce a stabilně projít otvorem. Protože dvě sklopená ramena ve skutečnosti „tlačí“ proti sobě, lze je také použít k uchopení ploché krabice tak, že ji stisknou z obou stran. Krabici lze poté zvednout, letět s ní vzduchem a pustit na jiném místě. Pokud navíc dron potřebuje „spadnout“ dolů úzkým horizontálním otvorem, všechny čtyři jeho vrtule obrátí svůj směr tahu, což způsobí, že se všechna čtyři ramena sklopí dolů. Jak dron postupuje k volnému pádu, jeho vertikální orientace je řízena změnou tahu vrtulí vůči sobě navzájem. Jakmile projde otvorem, tah se vrátí zpět do původního stavu. Díky tomu se všechna ramena opět zvednou, což umožní kvadrokoptérě obnovit vznášení se předtím, než se pohne kupředu. A konečně, pokud dron potřebuje chvíli „sedět“ a zdržet se na elektrickém vedení, může to udělat tak, že na vedení přistane a poté vypne všechny své vrtule. Poté všechna čtyři ramena „spadnou“ dolů, přesune se těžiště vrtulníku pod bod dotyku, a tak ho udrží v rovnováze na elektrickém vedení.

I když kvadrokoptéra Midair Reconfigurable Quadcopter byla teprve nedávno představena veřejnosti, poprvé byla popsána už ve zprávě za rok 2019 publikované v časopise IEEE Xplore. Studii vedl doktorand Nathan Bucki, asistent prof. Mark W. Mueller a výzkumník Jerry Tang.