Алгоритм для совместной работы дронов: новая эра грузоперевозок

Ученые из Технологического университета Делфта (Нидерланды) разработали инновационный алгоритм, позволяющий нескольким автономным дронам работать сообща. Эта технология открывает новые возможности для транспортировки тяжелых грузов, даже в сложных погодных условиях. Дроны идеально подходят для обслуживания труднодоступной инфраструктуры, такой как морские ветряные турбины, но их эффективность и безопасность часто ограничены из-за суровых погодных условий, недостаточной грузоподъемности и непредсказуемого взаимодействия с окружающей средой.

Как отмечает Сихао Сунь, исследователь робототехники из TU Delft, один дрон способен перевозить лишь незначительный вес. Это существенно ограничивает их применение для таких задач, как доставка стройматериалов в отдаленные районы, перевозка урожая в горной местности или помощь в спасательных операциях.

Команда TU Delft решила эту проблему, создав систему, где несколько дронов, соединенных с грузом тросами, вместе переносят значительно более тяжелые объекты. Благодаря способности мгновенно корректировать свое положение, дроны не только поднимают и перемещают груз, но и контролируют его ориентацию. Это критически важно для точного позиционирования в сложных условиях.

Ключевым аспектом является координация. «Когда дроны физически связаны, они должны мгновенно реагировать друг на друга и на внешние воздействия, такие как резкие движения груза», – поясняет Сунь. «Традиционные алгоритмы управления слишком медленны и негибки для этого».

Разработанный алгоритм отличается скоростью, гибкостью и надежностью. Он адаптируется к изменяющимся нагрузкам и компенсирует внешние силы, причем для этого не требуются датчики на самом грузе, что является важным преимуществом в реальных условиях.

«Мы собрали собственные квадрокоптеры и протестировали их в лабораторных условиях», – говорит Сунь. «Мы использовали до четырех дронов одновременно, добавили препятствия, имитировали ветер с помощью вентилятора и даже использовали подвижный груз, такой как баскетбольный мяч, для проверки динамических характеристик».

Система успешно справилась со всеми испытаниями. Поскольку дроны действуют автономно, им достаточно лишь задать пункт назначения. Они самостоятельно ориентируются в пространстве, корректируя маршрут в зависимости от препятствий и возмущений.

В настоящее время для тестирования в помещении используется внешняя система захвата движения, что пока не позволяет применять технологию на открытом воздухе. Тем не менее, команда надеется в будущем подготовить ее для реального использования, например, в поисково-спасательных операциях, сельском хозяйстве и удаленном строительстве.