Роботы-летучие мыши для спасательных операций

Спасательные операции часто проводятся в труднодоступных для человека местах из-за экстремальных погодных условий, сложного рельефа или опасной среды, такой как дым или пыль.

Исследователь из Вустерского политехнического института (WPI) разрабатывает летающих роботов, вдохновленных летучими мышами, для выполнения таких миссий вместо людей.

Нитин Дж. Санкет, профессор WPI, и его команда создали небольших летающих роботов размером с ладонь, которые используют ультразвук, подобно летучим мышам. Эти роботы оснащены программным обеспечением на базе ИИ, которое фильтрует шум от ультразвуковых сигналов, позволяя им обнаруживать препятствия в радиусе двух метров.

«Спасательные операции обычно проводятся пешком, — говорит Санкет. — Многие люди в суровых условиях рискуют своей жизнью, чтобы спасти других. Мы подумали, что дроны — это решение, потому что они могут быстро охватить большую территорию. Они могут быть маневренными и быстрыми».

Санкет давно увлекается летающими роботами и дронами, а также тем, как эти технологии можно адаптировать для реальных ситуаций. Во время учебы в аспирантуре его научный руководитель предложил создать максимально миниатюрного робота, что побудило его черпать вдохновение из биологии для создания небольших машин.

«Нам пришлось переосмыслить, что такое дрон, вернувшись к биологии, потому что природа делает это намного лучше нас, — говорит Санкет. — Как насекомые или птицы справляются с ограниченными вычислительными ресурсами и не самой совершенной сенсорной аппаратурой? Их зрение не идеально, мозг очень маленький, но они выполняют удивительные маневры в полете. Мы начали изучать это, и это легло в основу моей диссертации».

Санкет построил прототип роботизированного улья, состоящего из небольших дронов, способных опылять цветы. Несмотря на это, он понял, что это применение, скорее всего, является «лунным выстрелом», и начал искать области, где биологические роботы могли бы принести пользу быстрее, что привело его к текущему проекту.

Основной проблемой для роботов-спасателей было создание устройства с необходимыми датчиками и летными технологиями, не делая робота слишком большим, дорогим или энергоемким.

Санкет рассказал, что они использовали ультразвуковые датчики, применяемые в автоматических кранах, поскольку они потребляют очень мало энергии. Хотя этот подход сработал, пропеллеры, которые они установили на роботов, создавали слишком много шума, что перегружало способность датчиков обнаруживать препятствия.

Чтобы решить эту проблему, они снова обратились к летучим мышам.

«У летучих мышей есть особые ткани в носу, ушах и рту, которые адаптивно изменяют толщину и плотность, модулируя способ их слуха и чириканья, — говорит Санкет. — Мы подумали: ‘Ого, это здорово’. Можем ли мы сделать что-то подобное? Мы разработали 3D-печатную структуру для размещения перед роботом, которая, по сути, выполняет ту же функцию, что и летучая мышь, — изменяет форму звука».

Теперь, когда им удалось заставить роботов работать, они работают над решением следующей задачи: повышением их скорости.

«Мы, люди, пытаемся имитировать многие аспекты работы человеческого мозга, — говорит Санкет. — Мы склонны забывать, насколько удивительны другие животные, гораздо меньше нас. Особенно насекомые и птицы, которые намного меньше, могут выполнять поразительные навигационные подвиги, которые, я думаю, мы не часто замечаем. Я считаю, что нам следует мыслить скорее как ученым, а не просто инженерам».