Dronele MAV omnidirecționale reprezintă un domeniu de cercetare nou și, deocamdată, nu a fost creat un sistem robust și funcțional

Vehiculele aeriene fără pilot sau UAV (Unmanned Aerial Vehicle) au creat în ultimii ani o industrie nouă. Tehnologia dronelor este acum în continuă dezvoltare și perfecționare. Tot mai multe modele de UAV sunt deja utilizate cu succes pentru îndeplinirea unor sarcini din domenii diferite, inclusiv la operațiunile de supraveghere, inspecție, cartografiere, topografiere sau pentru căutare și salvare. În timp ce aceste aplicații apelează la „mobilitatea dronelor și perspectiva lor aeriană unică”, mai mulți cercetători au început să studieze dacă le pot adapta și utiliza pentru interacțiunea fizică (directă) cu mediul. Să le dezvolte și alte abilități, de exemplu „pentru a manipula obiecte, pentru a asambla structuri în locații altfel inaccesibile sau pentru a interacționa cu oamenii”, după cum se arată pe site-ul flyingnachinearena.org. În urmă cu ceva timp, în 2016, Dario Brescianini și Raffaello D’Andrea de la Universitatea Tehnică din Zürich (sau ETHZ, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich), Elveția, autorii unei lucrări în care prezentau cum au proiectat, cum au construit și cum au controlat deplasările unui model de vehicul aerian omnidirecțional (titlul lucrării este „Design,  Modeling  and Control of an Omni-Directional Aerial Vehicle”), exprimau părerea că dronele multi-rotor, cum ar fi quadrocopterele, pot efectua anumite operațiuni „datorită agilității și simplității mecanice”. Cu toate acestea, „nu sunt capabile să-și controleze independent tracțiunea și cuplul în toate cele trei dimensiuni (3D)”. La începutul acestei luni, aprilie 2020, cercetători de la Laboratorul de Sisteme Autonome (ASL, Autonomous Systems Lab) din cadrul ETH Zürich, au prezentat un alt model, o dronă „capabilă să zboare și să se deplaseze în orice direcție cu o eficiență mai mare” (newatlas.com). În prezentarea de pe site-ul Institutului de Robotică și Sisteme Inteligente (IRIS, Institut für Robotik und Intelligente Systeme), care face parte din ETHZ (iris.ethz.ch), scrie că cercetătorii din ASL au misiunea „de a crea roboți și sisteme inteligente, capabile să funcționeze în mod autonom în medii complexe și diverse”. Cei care lucrează la ASL sunt preocupați, printre altele, de concepte noi, de roboți „care să se adapteze ușor pentru a acționa pe sol, în aer sau în apă” dar și „să aibă inteligența de a naviga în mod autonom în medii provocatoare”. Acestea includ metode și instrumente noi „de percepție, abstractizare, cartografiere și planificare a traseului”. Un avantaj important al dronelor omnidirecționale, numite în unele lucrări „omnicopter”, este că senzorii și camerele pot face parte din corpul acestora, în loc să formeze un echipament distinct, montat pe drone împreună cu gimbalul (sistemul de suport care permite obiectelor atașate să rămână în poziție orizontală indiferent de mișcarea prin aer a dronei).

Noul dispozitiv aerian a fost numit „Tiltrotor omnidirectional MAV”, iar în prima zi a lunii aprilie a.c. echipa ASL a publicat pe site-ul youtube.com un videoclip cu demonstrația făcută de un prototip într-un spațiu închis. În secvențele de mai jos din videoclip, preluate de pe youtube.com, se observă cum aparatul de zbor autonom reușește să se echilibreze și să se rostogolească prin aer, sau să se agațe de un perete (vertical). Numele Tiltrotor este dat pentru că cele șase brațe „se pot înclina” independent la 360 de grade, iar MAV este abrevierea pentru „Micro Air Vehicle”. Fiecare braț susține câte două propulsoare, cu elice, care se rotesc în sens opus astfel încât cele 12 rotoare coaxiale se răsucesc și virează în zbor. În aplicațiile de inspecție, acest model de micro-UAV „se poate ridica pe un perete și se poate agăța vertical”, iar în aplicațiile de supraveghere „rotoarele se pot opri pentru o funcționare silențioasă și un consum redus al bateriei”. Pe site-l newatlas.com se face comparație cu drona Voliro, creație tot a unei echipe de la ETH Zürich. Despre drona Voliro, revista on-line dronele.ro a scris la momentul potrivit, în luna iulie 2017 (vezi, dronele.ro/voliro-drona-hexacopter… /). Echipa care a lucrat la noul proiect, și a publicat lucrarea pe site-ul arxiv.org*, este formată din Mike Allenspach, Karen Bodie, Maximilian Brunner, Luca Rinsoz, Zachary Taylor, Mina Kamel, Roland Siegwart, Juan Nieto. Tot în articolul de pe site-ul newatlas.com se face o remarcă interesantă, un singur membru al echipei de la ETH Zürich a fost implicat în ambele proiecte, proiecte pentru dezvoltarea „unei noi generații de roboți autonomi care zboară”, platforme omnidirecționale „care au capacitatea de interacțiune cu mediul înconjurător”. Este vorba de Mina Kamel, CEO și cofondator al Voliro Airborne Robotics. Micro dronele aeriene (MAV) omnidirecționale reprezintă un domeniu de cercetare în creștere, cu avantaje deja demonstrate, cum ar fi eficiența ridicată, dar, până în prezent, „nu a fost creat un sistem robust” (arxiv.org).

* ArXiv este o bază de date (o bibliotecă virtuală sau o arhivă), care oferă servicii gratuite pentru acces la lucrări din domeniile fizicii, matematicii, informaticii, biologiei, finanțelor, statisticii, ingineriei electrice și științei sistemelor, economiei etc. Este gestionată de Laboratorul Național al Statelor Unite ale Americii de la Los Alamos, statul New Mexico (Los Alamos National Laboratory), una dintre cele mai mari instituții științifice și tehnologice din lume.