PufferBot este o structură extensibilă montată pe drone (UAV) care acționează ca un airbag pentru protejarea elicelor sau a persoanelor din apropiere

O echipă de cercetători și ingineri de la Institutul ATLAS al Universității din Colorado Boulder (The University of Colorado Boulder sau CU Boulder) a proiectat un robot care execută „manevre” asemănătoare cu ale peștelui-balon atunci când simte un pericol iminent, când este atacat de un dușman sau când este scos din mediul său acvatic. CU Boulder, la care deseori se face referire prin termenii familiari CU sau Colorado, este o universitate publică de cercetare din orașul al cărui nume îl poartă (Boulder) „emblematică pentru sistemul de învățământ din statul american Colorado”. În campusul CU se găsește Planetariul Fiske, fondat în anul 1974 printr-o donație și destinat astronomilor, profesorilor, studenților sau vizitatorilor amatori, și Muzeul de Istorie Naturală, cu multe exponate de zoologie și antropologie. Mecanismul robotizat a fost numit PufferBot, după numele speciei de pești marini (Pufferfish) care se umflă cu apă sau cu aer pentru a se apăra sau „pentru a impresiona și speria” un posibil atacator. Robotul PufferBot „poate face același lucru” (colorado.edu sau uasvision.com), se extinde și devine o protecție pentru elicele dronelor aeriene de mici dimensiuni (UAV, Unmanned Aerial Vehicle). Are o structură flexibilă, realizată prin imprimare 3D, care se desface la apropierea dronei de un obstacol, sau de o persoană. A fost proiectat și construit pentru a elimina posibilitatea ca drona să fie avariată la un impact și pentru a proteja persoanele de un eventual accident. Echipate cu acest sistem inedit, dronele aeriene vor fi mult mai sigure „într-un viitor nu atât de îndepărtat” (colorado.edu). În ultimul timp, dronele sunt din ce în ce mai des folosite într-o mare varietate de aplicații. Dronele aeriene sau UAV ajută la operațiuni de căutare și salvare, la inspecția clădirilor și a podurilor, la colectarea datelor de mediu, în domeniul medical pentru transportul de urgență, pentru livrarea de colete, în agricultura de precizie pentru pulverizarea din zbor a substanțelor chimice (pesticide) peste culturi, pentru analiza umidității solului sau pentru urmărirea evoluției plantelor și în foarte multe alte domenii. „Problema este că sunt extrem de fragile și de costisitoare. O coliziune ar putea fi sfârșitul pentru dronă” (hackster.io). În anumite activități, de exemplu zborul în șantiere de construcții, se impun soluții pentru reducerea pericolului, în special când traseul de zbor al dronelor nu este previzibil. Pentru a rezolva problemele legate de deteriorarea elicelor, constructorii de drone aeriene folosesc apărătoare, adică structuri fixe care împiedică elicele să lovească un obstacol sau o persoană. Cu toate acestea, multe sisteme de protecție nu acoperă complet elicele dronei, lăsând părți ale acestora, de exemplu partea superioară, expuse și vulnerabile. Pe de altă parte, dispozitivele care asigură o acoperire completă în jurul elicelor cresc semnificativ dimensiunea și rigiditatea aparatului de zbor, făcând-ul mai puțin manevrabil. Exemplele cu modele existente în prezent sunt date în introducerea lucrării „PufferBot: Structuri extensibile pentru roboți aerieni”, publicată și pe site-ul unuia dintre autori (ryosuzuki.org). Atunci când sunt folosite în interior, sau într-un spațiu închis, dronele aeriene sunt izolate de oameni, iar dacă este posibil zborul lor este dirijat dintr-o incintă complet separată. În spațiile înguste, de exemplu la operațiunile de căutare într-o clădire dărâmată, drona navighează mai greu, iar elicele pot rămâne blocate între diverse obstacole. Structura de protecție extensibilă a „robotului aerian” PufferBot se deschide, înconjoară drona și împiedică rotoarele să vină în contact cu obstacole sau cu persoane. PufferBot a fost ideea cercetătorului Hooman Hedayati de la Institutul ATLAS al Universității din Colorado Boulder și a fost pusă în practică împreună cu Ryo Suzuki, Daniel Leithinger și Daniel Szafir. Drona PufferBot este un quadcopter (UAV cu patru propulsoare) echipat cu un scut din plastic care se extinde ca mărime, atunci când „simte” în apropiere un obiect sau un obstacol, pentru a preveni o coliziune periculoasă. Hooman Hedayati a declarat, „când drona zboară într-un spațiu aglomerat, sau dacă este pe cale să se ciocnească cu un obiect, dispozitivul de acționare poate să desfășoare structura pentru a proteja drona acoperind elicele și electronica interioară”. Mecanismul de protecție „poate să își schimbe rapid forma prin extindere și contractare” (hackster.io). Funcția scutului de protecție este asemănătoare cu a unui „airbag automat”. Structura reglabilă permite robotului să-și schimbe dimensiunea fără a-și reduce din manevrabilitate. Hooman Hedayati a spus că sunt mai multe motive pentru care echipa a făcut această cercetare, de exemplu lipsa de experiență a oamenilor în manevrarea roboților, problemele de siguranță sau modul în care oamenii și roboții pot comunica în mod eficient. „Toate aceste probleme sunt agravate atunci când avem în vedere roboții aerieni, adică dronele”, a mai adăugat Hedayati. În lucrarea amintită mai sus autorii au scris, „Un avantaj al sistemului nostru este că structura extensibilă își poate schimba dinamic forma pentru a reduce dimensiunea totală, facilitând navigarea robotului în spații înguste și evitând contactul inutil cu mediul înconjurător”.