На берегу Женевского озера, в кампусе Лозаннской политехнической школы (EPFL), обитают не только робототехники, но и множество птиц. Эти пернатые, хотя и способны летать, проводят большую часть времени, прогуливаясь или прыгая с места на место. Полет требует много энергии, и птицы научились экономить силы, предпочитая передвигаться по земле, где в основном и находится их еда.
«Я заметил, что вороны на территории EPFL чаще ходят или прыгают, чем летают. Даже для взлета они почти всегда используют небольшой прыжок», — рассказывает Вон Дон Шин, докторант Лаборатории интеллектуальных систем EPFL. Это наблюдение стало основой для его работы над дронами, которые могут взлетать, прыгая. Его дрон RAVEN, вдохновленный поведением птиц, умеет отрываться от земли прыжком и при этом способен передвигаться по земле так же ловко, как ворона.
RAVEN, сокращение от Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple ENvironments, имеет ноги, которые позволяют ему не только прыгать для взлета, но и эффективно ходить. Такой подход дает возможность дрону обходиться без взлетных полос или катапульт. В отличие от других проектов, таких как разработка стартапа Passerine, где ноги используются исключительно для прыжков, RAVEN ориентирован на многофункциональность, что делает его более универсальным.
Робот размером с ворону (размах крыльев — 100 см, длина тела — 50 см) способен проходить по земле метр за четыре секунды, перепрыгивать 12-сантиметровые щели и взбираться на препятствия высотой до 26 см. Для взлета его ноги подбрасывают устройство почти на полметра вверх со скоростью 2,2 м/с. Такой способ оказывается примерно в десять раз энергоэффективнее, чем простой взлет с места.
Особое внимание уделено конструкции «пальцев» ног. Они снабжены эластичными суставами, которые помогают поддерживать правильный угол прыжка для взлета. При этом RAVEN весит всего 620 граммов, из которых 230 граммов приходится на ноги с приводами и суставами. Это довольно легкий вес для такого функционала, особенно по сравнению с аналогами.
Использование ног делает RAVEN более устойчивым и функциональным. Например, прыжки позволяют избежать нестабильного полета, характерного для взлетов с неподвижного положения. Кроме того, ноги помогают дрону экономить энергию, передвигаясь по земле вместо частых коротких перелетов.
В будущем разработчики планируют расширить возможности RAVEN. Например, ноги могут использоваться для мягкой посадки, замедления при снижении или даже для хватания объектов. Также разрабатывается система зрения, которая поможет дрону обходить препятствия и находить лучшие места для приземления. Дополнительным этапом может стать интеграция машущих крыльев, чтобы сделать движения дрона еще более «птичьими».
Эта работа не только вдохновлена природой, но и обещает принести практическую пользу в различных сферах, включая грузовые перевозки и исследование труднодоступных мест.
