Дрон навчили заглядати в дупла

Швейцарські інженери розробили систему автономного обстеження порожнин у деревах на базі мультироторного безпілотника. Автори пристрою - співробітники Вищої технічної школи Цюріха і Швейцарського федерального інституту дослідження лісу, снігу і ландшафтів - виступлять з доповіддю на конференції, яка пройде в Теджоні в жовтні 2016 року. Докладніше про розробку можна прочитати на порталі ResearchGate.

Вивчення порожнин у стовбурах дерев допомагає вченим оцінити біологічне розмаїття на певній території. У дуплах можуть мешкати птахи, ссавці, комахи і гриби, які стають предметом різних досліджень (наприклад, нещодавно американські вчені експериментально показали симбіотичний зв'язок між кокардовим дятлом і дереворуйнівними грибами). Однак для того, щоб отримати потрібну інформацію, часто необхідно візуальне спостереження за дуплом, яке зазвичай проводиться з землі за допомогою бінокля або безпосередньо на дереві - але другий спосіб незручний і непрактичний при великій кількості об'єктів вивчення.

У новій роботі автори запропонували для обстеження порожнин у стовбурах дерев використовувати автономний безпілотник, обладнаний маніпулятором і стереокамерою. Спочатку дрон управляється оператором вручну, а після підльоту до потрібного дерева переводиться в автономний режим. За допомогою набору датчиків мультикоптер будує тривимірну карту навколишніх об'єктів і може оцінити розташування дупла на стовбурі, а також напрямок ходу порожнини і відстань до стовбура. Після цього дрон зближується зі стовбуром дерева і акуратно вводить всередину порожнини стереокамеру на маніпуляторі для обстеження дупла зсередини.

Для демонстрації працездатності технології розробники перевірили поведінку дрона на комп'ютерному симуляторі, а також на справжньому фрагменті стовбура дерева, який встановили в лабораторії. Прототип пристрою був створений на базі гексакоптера AscTec Neo, який може піднімати в повітря вантаж вагою до двох кілограмів.

На мультикоптер встановили VI-сенсор для точного позиціонування дрона, 3D-камеру CamBoard pico flexx для визначення порожнини в стовбурі дерева, а також маніпулятор з трьома ступенями свободи, на кінці якого закріплена стереокамера NanEye з підсвічуванням. Камера на маніпуляторі може обертатися в двох площинах і використовується для безпосереднього спостереження і побудови 3D-карти дупла зсередини.

Дрони часто використовуються для прискорення і здешевлення різних робіт, у тому числі з обстеження стану висотних об'єктів. Наприклад, мультикоптери беруть участь в інспекції стану мостів, проведенні малярних робіт, для пошуку альпіністів у тріщинах льодовика, інспекції парових котлів зсередини. Про інші сфери застосування безпілотників можна дізнатися в рубриці N + 1 «Роботи і дрони».