Дрони навчилися синхронно літати в жорсткому зчепленні

Американські інженери розробили алгоритм управління кількома дронами, об'єднаними в єдиний модуль для перевезення великих вантажів. Для контролю над групою з декількох мультикоптерів у жорсткому зчепленні з вантажним контейнером використовується адаптивна система, яка враховує і компенсує тягу кожного з апаратів. Автори технології вважають, що вона спростить логістику і дозволить уніфікувати застосовувані для доставки дрони. Інженери розповіли про роботу на сайті інституту і відправили результати на публікацію в журнал.

Вважається, що найбільш витратний етап перевезення товарів - «остання миля», доставка замовлення безпосередньо одержувачу. Поки що кожну посилку носять окремо численні кур'єри, але транспортні компанії намагаються оптимізувати цей процес за допомогою автоматичної доставки вантажу колісними роботами або літаючими дронами.

Наприклад, Amazon запустила службу доставки посилок колісними дронами безпосередньо зі складу. Інша концепція, яку продемонструвала UPS, передбачає перевезення великої кількості посилок на вантажівках, які для кінцевої доставки посилок клієнтам по повітрю запускають дрони. Це підвищує зону охоплення кур'єрської служби, проте кожна вантажівка здатна перевозити лише кілька безпілотників. Зі зростанням масштабу доставок гостро постає проблема уніфікації та обслуговування сотень і тисяч дронів - дешевше закупити оптом і обслуговувати один тип стандартних апаратів, ніж підтримувати кілька різновидів для доставки посилок різних розмірів. Але в такому випадку вантажопідйомності стандартного дрона може не вистачити, якщо потрібно доставити важкий вантаж.

Група розробників з Технологічного інституту Джорджії під керівництвом професора Джонатана Роджерса (Jonathan Rogers) спробувала впоратися з цими проблемами. Інженери розробили алгоритм, здатний керувати кількома дронами, з'єднаними жорсткою рамою. Це дозволить уніфікувати перевезення, доставляючи кількома стандартними мультикоптерами вантажі, які не здатний підняти єдиний невеликий апарат. Таким чином, можна відмовитися від використання більш важкого і дорогого безпілотника.

Автори стверджують, що якщо один з безпілотників у зчепленні відмовить, то розроблений алгоритм дозволить іншим апаратам адаптуватися, і або доставити посилку за місцем призначення, або здійснити безпечну посадку. На відміну від концепції модульного дрона-трансформера, яку кілька років тому запропонували в Японії, в проекті американських інженерів кожен БПЛА зі складу збірки можна використовувати і окремо, що вирішує проблему уніфікації апаратів.

Для демонстрації технології автори прикріпили чотири невеликі дрони до ящика вагою в п'ять кілограмів. Алгоритм успішно впорався із завданням - дрони змогли підняти і перенести скриньку в призначене місце, що автори продемонстрували у відеоролику. При цьому, розроблений алгоритм підтримує роботу будь-якого числа апаратів у зчепленні. Це дозволяє підвищувати масу перевезеного вантажу кратно кількості використовуваних дронів.

Алгоритм отримує дані про місце розташування дронів і тягу роторів. За допомогою цієї інформації оцінюється вага доставленого вантажу, центр мас конструкції і відносне розташування безпілотників. Алгоритм враховує ці параметри і формує команди керування для кожного дрона окремо.

Дослідники сподіваються в майбутньому доповнити технологію можливістю самостійного стикування дронів з контейнером за інфрачервоним наведенням, щоб людям не довелося приєднувати до нього кожен БПЛА вручну. Для цього автори пропонують використовувати одноразову раму, яка встановлюється на контейнер і передбачає стикування до шести дронів. Апарати самостійно закріплюються на рамі, доставляють посилку за адресою, відчіпляються і відлітають назад на вантажівку. При цьому рама після доставки залишається на контейнері, а клієнт може повернути товар, що не підійшов - тоді дрони прилетять на виклик і заберуть посилку.

Розробку технологій для доставки вантажів на безпілотниках веде безліч інженерних колективів. Наприклад, наприкінці березня інша група інженерів повідомила про успішні випробування дрона, який здатний захоплювати вантаж на льоту. Розробники забезпечили безпілотник захопленням у вигляді чотирьох гнучких опор і навчили його алгоритм управління підбирати за допомогою цього захоплення вантажі.