Kiedy paryscy strażacy desperacko próbowali uratować Notre-Dame przed całkowitym zniszczeniem, polegali na dronach, aby pokazać im, gdzie powinni skoncentrować swoje wysiłki i ułożyć węże.
Tymczasem UPS zaczął używać dronów, formalnie znanych jako bezzałogowe statki powietrzne (UAV), do transportu próbek medycznych do iz budynków w sieci szpitalnej w Raleigh w Karolinie Północnej.
Amerykański Departament Spraw Wewnętrznych poinformował niedawno, że uruchomił w ubiegłym roku ponad 10 000 lotów dronami, dwa razy więcej niż w 2017 r. Ich użycie w odpowiedzi na klęski żywiołowe gwałtownie wzrosło.
Nie ma większego pytania, że drony stały się narzędziem naszych czasów, technologią, której zastosowania będą się rozwijać. Mimo wszystkich swoich możliwości, UAV wciąż stoją przed dużym wyzwaniem - ograniczoną mocą baterii. Większość modeli może pozostać w powietrzu przez nie więcej niż 20 minut, zanim zabraknie soku. Niektóre loty mogą trwać 30 minut, ale generalnie jest to limit.
Ptaki to robią
Wiele badań koncentrowało się na samych akumulatorach. Na przykład startup o nazwie Cuberg twierdzi, że opracował akumulator litowo-metalowy, który może wydłużyć czas lotu o 70 procent.
Ale międzynarodowy zespół naukowców obrał inne podejście, zamiast tego szukał sposobów, aby pozwolić dronom na oszczędzanie energii baterii poprzez możliwość „odpoczynku” podczas lotów. W szczególności zaprojektowali UAV z podwoziem, który umożliwia im przysiadanie lub balansowanie na obiektach takich jak ptaki.
„Mamy kilka różnych strategii osadzania” - mówi Kaiyu Hang, badacz z Yale, główny autor badania opublikowanego niedawno w Science Robotics. „Tam, gdzie jest całkowicie osadzone, gdzie chwyta się czegoś, jak nietoperz, możemy zatrzymać wszystkie wirniki, a zużycie energii wyniesie zero”.
Inną opcją jest to, co Hang nazywa „odpoczynkiem”. Polega ona na użyciu urządzenia do lądowania, które umożliwia dronowi balansowanie na krawędzi powierzchni, takiej jak skrzynia lub półka. W tej pozycji byłby w stanie wyłączyć dwa z czterech wirników, zmniejszając zużycie o około połowę. Inna alternatywa pozwala dronowi usiąść na małej powierzchni, takiej jak słup, taktyka, która zmniejsza zużycie energii o około 70 procent, zgodnie z Hang.
Koncepcja zawieszania dronów nie jest nowa, ale badanie, jak mówi Hang, rozszerza rodzaje powierzchni, na których mogą spoczywać UAV. Konstrukcja podwozia przypomina chwytający pazur z trzema palcami. To, co nadaje urządzeniu jego wszechstronność, to różne przystawki, które można zamontować na palcach, w zależności od rodzaju powierzchni, która będzie używana do odpoczynku.
Hang porównuje to do zmiany obiektywu w aparacie, aby dostosować się do różnych warunków. „Bardzo trudno jest zaprojektować podwozie, które może działać w każdym środowisku” - mówi. „Ale jeśli uczynisz go modułowym, znacznie łatwiej będzie zaprojektować chwytaki, które będą współpracować z powierzchniami, z którymi UAV będzie oddziaływać. Zapewnia różne rozwiązania zamiast jednego najlepszego rozwiązania. ”
Neil Jacobstein, znany ekspert sztucznej inteligencji i robotyki z Doliny Krzemowej, który nie był zaangażowany w te badania, uznaje jego potencjalne korzyści. Mówi, że chociaż niekoniecznie określiłby to jako „przełom”, uważa, że jest „użyteczne z powodu niskiej gęstości energii akumulatorów dronów. Możliwość przysiadania i odpoczynku umożliwia dronom oszczędzanie energii. ”
Następne kroki
Hang twierdzi, że celem tych dronów jest wykorzystanie sztucznej inteligencji do zbadania środowiska, a następnie wybranie najbardziej odpowiedniej powierzchni do lądowania. Jak dotąd wszystkie badania zostały przeprowadzone w laboratorium, więc naukowcy mogli użyć zewnętrznej kamery zamiast instalować je na dronach. Nie musieli też radzić sobie z prądami i innymi warunkami pogodowymi, które utrudnią UAV lądowanie i stabilizację na rzeczywistych powierzchniach.
„Na zewnątrz musielibyśmy poradzić sobie z wieloma problemami aerodynamicznymi”, mówi Hang. „To jedno z wyzwań przyszłego rozwoju”. Zauważył, że pierwszym krokiem było stworzenie prototypu, który mógłby pokazać, co było możliwe przy użyciu modułowych komponentów z podwoziem do drona. Zespół nie złożył jednak wniosku o patent. Hang, zauważa, że był to raczej projekt akademicki niż komercyjny.
Ale Hang jest entuzjastycznie nastawiony do tego, w jaki sposób te innowacyjne projekty mogą wpłynąć na ulepszenie możliwości dronów. Dzięki możliwości bezpieczniejszej stabilizacji na różnych powierzchniach mogłyby one na przykład podnosić przedmioty, czego nie może zrobić dobrze unoszący się UAV.
„W przypadku lin dron może faktycznie działać jako koło pasowe” - mówi.
Hang również wyobraża sobie dzień, w którym dron może wylądować w twoim oknie, aby dokonać dostawy. „Nie musisz wpuszczać dronów do domu” - mówi. „Będziesz w stanie sięgnąć po to, co dostarczają. To byłoby jak ptak siedzący na parapecie. ”