Революція у повітрі: інженери створили унікальний безпілотник PULSAR II з одним двигуном та круговим зором

Група дослідників з Університету Гонконгу здійснила вагомий прорив у галузі безпілотної авіації, представивши інноваційний автономний безпілотник PULSAR II.

Джерело: 24tv.ua

Опис цієї унікальної розробки було опубліковано в авторитетному науковому журналі Nature Communications двадцять першого травня дві тисячі двадцятого шостого року. Головна особливість літального апарату полягає в тому, що він використовує лише один привід та один двигун для здійснення складного тривимірного маневрування у просторі, долаючи базові обмеження сучасних квадрокоптерів.

Конструкція дрона PULSAR II вагою трохи більше однієї тисячі ста двадцяти двох грамів спеціально оптимізована для тривалих польотів і має високу стійкість до зовнішніх агресивних чинників. Основними елементами маси апарату є лазерний сканер LiDAR, міцна захисна рама з вуглецевого волокна та акумуляторна батарея високої щільності ємністю дві тисячі чотириста двадцять міліампер-годин. Для забезпечення всеспрямованого огляду сканер встановили вертикально під кутом дев'яносто градусів, що під час природного самообертання корпусу дозволяє миттєво фіксувати повну сферу навколо пристрою.

Завдяки оригінальному інженерному рішенню, система повністю позбавлена неспостережуваних або «сліпих» зон, оскільки елементи корпусу не блокують огляд знизу, а проміжки між лопатями пропелера дозволяють бачити простір зверху. Одразу після зльоту PULSAR II здатний побудувати детальну карту хмари точок будь-якого внутрішнього приміщення, включно зі стелею та підлогою. Ця здатність є критично важливою для автономної навігації у вузьких, захаращених і складних підземних або лісових просторах, де роботові не потрібно робити зайвих рухів для ідентифікації оточення.

Висока маневреність і стабільність безпілотника забезпечуються завдяки інтеграції передових алгоритмів управління:

• Прогнозні моделі (MPC): дозволили мінімізувати кількість параметрів управління, успішно компенсувати нелінійність єдиної приводної системи та чітко відстежувати агресивні траєкторії польоту;
• Екстремальні маневри: апарат здатний виконувати повне перевертання у повітрі із максимальним прискоренням до двадцяти двох метрів на секунду в квадраті;
• Спостерігач збурень (DOB): спеціальний програмний модуль у системі управління розпізнає та миттєво компенсує динамічні зовнішні впливи, викликані випадковими ударами об перешкоди.

Під час серії суворих експериментів PULSAR II продемонстрував стабільне зависання протягом майже шістнадцяти хвилин та автономну навігацію зі швидкістю понад шість метрів на секунду в густих лісових масивах і на підземних паркувальних майданчиках. Пристрій успішно зберігав стійкість навіть після прямого удару м'ячем або під час зіткнення з незакріпленими коробками на шляху. Наразі автори дослідження продовжують тестування прототипу і поки не називають точних термінів виходу комерційної версії цього унікального апарату на світовий ринок.

Сучасна індустрія безпілотних систем переживає глобальну технологічну революцію, перетворюючись на одну з ключових сфер світової економіки, науки, логістики та оборони. Поштовхом для розвитку галузі став досвід війни в Україні, де дрони повністю змінили модель ведення бойових дій. Провідні держави світу, зокрема США, інвестують мільярдні кошти у створення автономних платформ, роїв дронів із функціями колективної взаємодії, мікроскопічних нанодронів, а також упровадження штучного інтелекту "edge AI" для миттєвого аналізу даних безпосередньо на борту без використання супутникового зв'язку чи інтернету.