Când trebuie să zboare pe loc, în regim staționar, drona quadcopter SoBAR se prinde de obiectele din apropiere pentru a economisi energie

Sunt cunoscute destul de multe situații când „misiunea” unei drone aeriene (UAV, Unmanned Aerial Vehicle), model quadcopter (cu patru brațe, patru motoare și respectiv patru elice), se sfârșește într-un mod nedorit. Cei care au pilotat drone de agrement, relativ comune, știu că adeseori acestea ajung să se lovească de pereți, copaci sau alte obstacole întâlnite în zbor și că de cele mai multe ori se deteriorează în urma coliziunii, mai mult sau mai puțin remediabil. În comparație cu omologii lor biologici, cum ar fi păsările sau insectele zburătoare, roboții aerieni de mici dimensiuni prezintă capacități de interacțiune limitate în medii complicate sau dificile, iar dacă trebuie „să zăbovească” într-o poziție fixă consumă inutil energie. Un grup de cercetători ai Laboratorului de robotică și sisteme inteligente (Robotics and Intelligent Systems Lab) din Universitatea de Stat din Arizona (Arizona State University, pe scurt doar Arizona State sau ASU) s-au gândit și au reușit să doteze o dronă quadcopter cu protecție externă la impact mecanic, chiar dacă datorită greutății adăugate agilitatea și timpul de zbor au de suferit. Efortul echipei s-a concretizat în drona SoBAR, nume care provine de la Soft-Bodied Aerial Robot. Experimentul, care a trecut cu bine câteva teste, a demonstrat că se poate renunța la „incapacitatea de a suporta coliziunile și de a ateriza sau cocoța cu succes pe obiecte de forme, dimensiuni și texturi necunoscute”. Pentru a reuși aceste dificile operațiuni, SoBAR are unele dintre componente gonflabile, iar corpul este moale. Cercetătorii au studiat păsările și liliecii care execută manevre coordonate, iar la apropierea de un perete adoptă un unghi mare de atac. La impact, picioarele li se îndoaie, pentru a absorbi impactul, și un mecanism suplu blochează tendoanele elastice, pentru a nu se irosi energie. Chiar și insectele mai mici utilizează o combinație asemănătoare, iar forma corpului le ajută să atenueze impactul. Profesorul Wenlong Zhang, coordonator al echipei de cercetători, consideră că, „Pentru a îndeplini o serie de sarcini, dronele trebuie să interacționeze fizic cu mediul înconjurător. Un corp moale nu numai că absoarbe forțele de impact pentru a oferi rezistență la ciocnire, dar oferă și potrivirea materialului necesară pentru manevrele dinamice, cum ar fi prinderea de obiecte”. SoBAR este prima dronă de acest fel. „O lucrare despre această cercetare a fost publicată recent în revista Soft Robotics” (newatlas.com). Cunoscută adesea prin abrevierea SoRo, revista de robotică publică rezutatele cercetărilor recunoscute la nivel mondial și apreciate de specialiștii din domeniu. În lucrare se arată, printre altele, că „SoBAR își poate modifica pneumatic rigiditatea corpului încât să obțină rezistența necesară la coliziune. Spre deosebire de roboții aerieni convenționali rigizi, își demonstrează cu succes capacitatea de a rezista în mod repetat și de a se recupera după coliziuni în diverse direcții, nu doar în cazul celor în plan orizontal” (arxiv.org* și liebertpub.com**). La SoBAR iese în evidență cadrul pneumatic ușor, „capabil să-și controleze gradul de rigiditate pentru rezistența la contact și stabilitatea zborului”. Procesul de configurare durează aproximativ patru minute. Pe lângă cadrul rezistent la coliziune, drona SoBAR are un sistem de prindere hibrid (HFB, hybrid fabric-based), care reacționează la contact și, prin abilități proprii, reușește să se prindă de pereți, crengi etc. De cele mai multe ori, impactul sau coliziunea puternică a unui robot aerian poate duce la daune structurale sau la pierderea controlului, producând accidente. Pentru eliminarea acestor deficiențe ale dronelor conveționale, s-au folosit materiale speciale, începând cu etapa de proiectare și până la finalizare. Aceste materiale se regăsesc în aripile moi sau pliabile, în rotoarele deformabile, îmbinările, armăturile, dispozitivele de prindere și în trenul de aterizare ale aeronavei (arxiv.org și liebertpub.com). Dronele rămân stabile în aer, iar în caz de prăbușire nu le sunt provocate daune structurale datorită unor protecții externe suplimentare. Va urma.

* Arhiva arXiv (archive X) conține lucrări științifice din domeniile matematică, fizică, astronomie, inginerie electrică, informatică, biologie, statistică, finanțe, economie și altele, care pot fi accesate on-line pe site-ul arxiv.org (scientificamerican.com). În cele mai multe domenii, aproape toate lucrările științifice, evaluate de colegi, sunt auto-arhivate în „depozitul” arXiv.

** Site-ul liebertpub.com este deținut de Mary Ann Liebert, Inc., o companie media globală dedicată creării, organizării și publicării rezultatelor cercetărilor, în marea majoritatea evaluate de colegi. „Sunt promovate domeniile biotehnologiei și științelor vieții, medicinii clinice specializate și sănătății publice” (liebertpub.com).