Коптерам и не снилось: ученые создали чудо-дроны и научили делать сложнейшие трюки (видео)

Исследователи Массачусетского технологического института сконструировали несколько самых удивительных на сегодня дронов, которые закладывают виражи, недоступные лучшим асам, пишет Interesting Engineering. Специально разработанные алгоритмы позволяют выполнять поразительные акробатические трюки и сложные маневры, раскрывая новые горизонты в сегменте создания беспилотных аппаратов.

Свои дроны инженеры прозвали Tailsitter (Хвостовики) — это беспилотники с неподвижным крылом, которые приземляются и взлетает вертикально, "сидя" при этом в воздухе на хвосте. Если нужно, то дроны наклоняются вперед и продолжают полет. Это гораздо быстрее, эффективнее и, несомненно, универсальнее, чем то, на что способны стандартные дроны-квадрокоптеры или любые другие БПЛА.

Конечно, чем сложнее фигуры пилотажа, тем труднее управлять подобным дроном. Для решения этой задачи инженеры МТИ разработали новые алгоритмы, которые могут генерировать и давать команды дрону для выполнения быстрых, плавных и акробатических траекторий полета.

В своей опубликованной научной работе ученые отмечают, что благодаря их особым алгоритмам перед индустрией создания дронов открываются беспрецедентная маневренность и универсальность будущих беспилотников. Проект, частично поддерживаемый Исследовательским управлением армии США, показывает, что чудо-дроны Tailsitter могут выполнять самые сложные маневры: полеты вверх ногами или вбок, чего раньше не удавалось достичь ни с каким другим беспилотником.

Поскольку дроны Tailsitter представляют собой сложные системы с закрылками и винтами, обычно требуется много вычислений. Чтобы ускорить процесс, исследователи использовали техническое свойство, известное как дифференциальная плоскостность. Этот метод позволяет им использовать простую математическую функцию, чтобы быстро проверить, реализуема ли траектория, которая требуется от Tailsitter. Такой подход позволяет избежать многих сложных системных динамик и планирует траекторию дрона как математическую кривую в пространстве. Затем алгоритм использует дифференциальную неравномерность для быстрой проверки выполнимости этой траектории. Если все в порядке, то алгоритм закладывается в память, и дрон выполняет вираж.

Концепция дронов-хвостовиков уходит своими корнями в 1928 год, и приписывается изобретательскому уму Николы Теслы. Тем не менее только сейчас исследователи раскрывают сложность движения хвостовых дронов, чтобы превзойти более популярные дроны-квадрокоптеры.

Следующим этапом для исследователей Массачусетского технологического института является расширение их алгоритмов для полностью автономных полетов на открытом воздухе с учетом ветра и других условий окружающей среды.

А еще Фокус сообщал, что Китай придумал, как нацеливать боевые беспилотники без GPS. По мнению военного эксперта, дроны сегодня уже могут летать без GPS. Однако совсем недавно армия США испытала похожую технологию.