Наземные и летающие дроны всё чаще используются для выполнения сложных и опасных работ, во время которых человек обязательно подвергается большой опасности. Одно из таких направлений – исследование труднодоступных мест, куда без специального оборудования и подготовки попасть совершенно невозможно. Самой интересной из последних разработок является дрон HMR, обладающий способностью и летать, и передвигаться по земле.
Дроны на службе
Далеко не все сферы деятельности человека можно назвать безопасными, а в некоторые места специалисты вообще никогда бы не лезли, но долг обязывает, хоть и с риском для здоровья и жизни. Благо, с появлением беспилотной техники этот вопрос постепенно решается, и теперь в наиболее экстремальных случаях специалистам не приходится ставить под угрозу свои жизни, за них опасную работу делают дроны. Речь идёт о жизненно важной работе, к примеру, контроль состояния ёмкостей для опасных химических веществ, осмотр расположенных на большой высоте конструкций, а также поиск людей в заброшенных зданиях, шахтах и пещерах.
Правда, возможности дронов, как наземных, так и летающих, несколько ограничены, их невозможно использовать в слишком сложных условиях. Квадрокоптер может залететь в пещеру, но у него имеются существенные ограничения в дальности действия. Если пещера (шахта или помещение) окажется слишком большой, и её невозможно будет обыскать быстро, у него закончится заряд задолго до окончания поисков. В таких случаях можно использовать наземные беспилотники на гусеничном шасси. Они обладают большим радиусом действия, но их проходимость оставляет желать лучшего. С большой долей вероятности беспилотник застрянет где-нибудь по дороге, упадёт в яму или не сможет перебраться через слишком большое препятствие.
К сожалению, универсальных дронов не существует, поэтому специалистам приходится приспосабливаться к текущим условиям и выбрать наиболее подходящую технику. Если она вообще существует и имеется в их распоряжении. Своё решение этой проблемы представила компания Revolute Robotics, базирующаяся в Аризоне, США. Она спроектировала и собрала экспериментальный дрон, способный передвигаться двумя способами – и летать, и передвигаться по земле.
По любой местности
Специалисты из Revolute Robotics продемонстрировали автономный робот Hybrid Mobility Robot. В отличие от всех своих собратьев, он с одинаковой лёгкостью может преодолевать большие расстояния по воздуху и катиться по земле. Его основа – квадрокоптер стандартной конструкции, но он заключён в защитную капсулу-клетку. При этом прутья выполнены из упругого материала и могут до некоторой степени деформироваться во время столкновения с препятствиями. Таким образом они смягчают удар и выполняют роль своеобразного амортизатора, защищая чувствительную аппаратуру внутри от динамических нагрузок и вибраций.
Одна из функций внешней клетки – защита во время полёта, поскольку очень сложно ориентироваться в ограниченном пространстве и не задевать при этом стены. Внешний каркас предохраняет пропеллеры от повреждения и защищает человека, если дрон с ним внезапно столкнётся. Впрочем, у каркаса имеется ещё одна функция: к нему можно подключить дополнительные датчики и превратить тем самым беспилотник в отличное средство для картографирования пещер. При глобальном отсутствии освещения сделать это довольно сложно, но для составления довольно подробной карты вполне достаточно заставить беспилотник несколько раз столкнуться со стенами. Эту методику разработал один из учёных Пенсильванского университета, и она предполагает фиксацию каждого касания беспилотника со стенами. Обычный квадрокоптер не вынес бы подобного издевательства, но Hybrid Mobility Robot обладает внешним упругим каркасом, поэтому повреждения от удара ему не грозят. Датчики, в свою очередь, будут фиксировать каждый удар, а на карте после каждого остаётся метка.
Разработчики не указывают массу дрона Hybrid Mobility Robot, но она наверняка немаленькая. Каркас хоть и сделан из лёгкого материала, но он всё равно имеет вес. Тем более что у него имеется дополнительное оборудование – пара гироскопических подвесных колец. Они обеспечивают равновесие и ориентацию в пространстве, а катится дрон за счёт тех же самых пропеллеров и подъёмной силы, которую они создают. Просто во время качения они работаю далеко не на полную мощность.
Большую часть времени беспилотник Hybrid Mobility Robot проводит на земле, это его основной способ передвижения. Его выбор объясняется очень просто: на поддержание дрона в воздухе и на полёт уходит в пять раз больше энергии, чем на качение по земле. Двигателям приходится постоянно прилагать большие усилия, чтобы обеспечивать достаточно большую подъёмную силу, поэтому во время полёта батареи расходуются очень быстро. Если HMR может свободно проехать, он катится вперёд, но когда на пути встречается серьёзное препятствие, то ему волей или неволей приходится взлетать.
Беспилотник Hybrid Mobility Robot предназначен для автономной работы без участия оператора, хоть при необходимости тот и может вмешиваться в процесс и управлять им дистанционно. Упор на самостоятельную работу сделали, поскольку в закрытых помещениях сигнал быстро теряет силу и не может проходить через настолько серьёзные препятствия. Если же управляющий сигнал оборвётся, беспилотник останется на месте, не сможет самостоятельно вернуться и за ним придётся спускаться человеку, а это может быть сопряжено с риском или вовсе невозможно. Об оснащении роботизированного дрона производитель умалчивает, но с такими возможностями он обязан комплектоваться радарами, гироскопом, дневными камерами и камерами ночного видения. Также при этом невозможно обойтись без контроллера на основе искусственного интеллекта, который должен заниматься распознаванием окружающей обстановки и принятием решений для дальнейших действий.
Дрон HMR может использоваться в различных сферах, путём несложных модификаций его достаточно просто приспособить для обследования канализационных коллекторов, трубопроводов и практически любых закрытых помещений, включая шахты. Его функционал в любой момент можно расширить установкой соответствующего оборудования, например, радаров, лидаров и инфракрасных камер. При необходимости его можно приспособить даже для патрулирования охраняемой территории. Одно из главных предназначений HMR – работа в военной сфере.
Одно из направлений в развитии беспилотников – персональные eVTOL, чрезвычайно дорогие игрушки для богатых.
