Миниатюрные роботы, вдохновлённые летучими мышами, могут революционизировать поисково-спасательные операции
Представьте себе миниатюрных роботов, пробирающихся по зонам бедствия — уворачиваясь от обломков и дыма, чтобы обнаружить застрявших выживших. Это не научная фантастика; это видение Нитина Дж. Санкета, профессора Во Worcester Polytechnic Institute (WPI). Его команда разработала летающих роботов размером с ладонь, которые имитируют эхолокационные способности летучих мышей, что обещает более безопасный и эффективный способ проведения поисково-спасательных операций.
Традиционные поисково-спасательные операции часто ставят людей в опасные ситуации: прохождение опасных участков местности, густой дым или сильная непогода. Дроны предлагают некоторые преимущества благодаря своей скорости и маневренности, но Санкет считает, что мы можем сделать больше, изучая природу. Его увлечение аэрокосмическими роботами и потенциал биологического вдохновения подтолкнули его к исследованию того, как летучие мыши ориентируются с помощью ультразвука.
Санкет поясняет: «Мы думали, что дроны — это решение, потому что они могут быстро охватить большую территорию. Они могут быть маневренными и быстрыми». Однако он признал необходимость чего-то более маленького, маневренного и потребляющего меньше энергии. Его исследования начались с изучения поразительных полевых возможностей насекомых и птиц — существ с невероятно ограниченными вычислительными возможностями и примитивными сенсорными системами.
«Нам пришлось переосмыслить, что собой представляет дрон в этот момент», — заявил Санкет. «Вернуться к биологии, потому что биология делает это намного лучше, чем мы можем сегодня». Это привело его к разработке своего первого прототипа: стаи робо-пчёл, предназначенных для опыления растений. Несмотря на амбициозность этой идеи, Санкет понял, что данная область может потребовать больше времени для реализации, и поэтому переключил своё внимание на области, где роботизированные технологии, вдохновленные биологией, могли бы оказать немедленное воздействие — и поисково-спасательные работы идеально подходили под этот критерий.
Ключевым моментом при создании этих роботов, напоминающих летучих мышей, стало нахождение компактных, энергоэффективных датчиков, способных обнаруживать препятствия в ограниченном пространстве. Команда Санкета первоначально обратилась к ультразвуковым датчикам, используемым в автоматических кранах, известным своей низкой потребляемостью энергии. Однако жужжание винтов робота мешало датчику точно определять объекты в радиусе двух метров.
Возьмем ещё один урок из природы, они воспроизвели уникальные акустические структуры, найденные в носах, ушах и ртах летучих мышей. Эти ткани адаптивно изменяют свою толщину и плотность, модулируя прием и излучение звука. При помощи 3D-печати подобных структур на роботов команда Санкета эффективно воспроизвела эту особенность летучих мышей, отфильтровала шум и позволила роботам точно обнаруживать препятствия.
Теперь, когда эти проблемы решены, акцент смещается на увеличение скорости роботов. «Мы склонны забывать о том, насколько замечательными бывают другие животные», — подчеркивает Санкет. Изучая таких существ, как летучие мыши, мы можем получить информацию о сложных методах навигации, которые далеко превосходят наши нынешние возможности.
Потенциал этих крошечных «летучих ботов» в поисково-спасательных операциях неоспорим. Их способность ориентироваться в опасных средах с точностью до миллиметра обещает более безопасные спасательные операции при минимализации рисков для людей. По мере продолжения разработки, ожидаетть, что эти инновационные роботы будут играть важную роль в спасении жизней даже в самых сложных ситуациях.
