Новая система захвата SNAG повторяет строение лап птиц и позволяет надежно цепляться за ветви, ловить и перемещать предметы в воздухе.
Независимо от толщины или структуры поверхности ветки, забора или простой палки птицы приземляются и садятся на нее, крепко держась лапами, а по необходимости с таким же удобством взлетают. Такая способность была бы весьма полезна для беспилотников, но воспроизвести ее крайне сложно. Только недавно команда ученых из Стэнфордского университета продемонстрировала такой захват. Об этом сообщается в… статье, опубликованной в журнале Science Robotics.
Аналогичные попытки предпринималиТеперь можно говорить о полном успехе разработки системы SNAG (Stereotyped Nature-Inspired Aerial Grasper). Эта система крепится на беспилотник, позволяя ему приземляться и взлетать с веток и других поверхностей, а также поднимать и переносить грузы — подобно птицам. Разработчики провели полевые испытания и даже изучили разные формы «лап», имитирующие птичьи.
Несколько лет назад учёные изучили механизм посадки попугаев, снимая его на скоростную видеокамеру. В экспериментах использовали «жердочки» из различных материалов — от дерева до тефлоновых — с датчиками давления для регистрации захвата. показалаСпособность птиц маневрировать в воздухе независима от габаритов и фактуры поверхности, а надежное крепление во время посадки обеспечивают лапы.
Создатели разработали систему SNAG, которая имитирует охотничьи приемы сапсана. 3D-печатью были изготовлены косточки для устройства, на которые передается усилие с сервоприводов по лескам, выполняющим роль сухожилий. Один двигатель управляет движением «лапки» целиком, а другой обеспечивает захват искусственными пальцами.
Интересно, что лески сплетены таким образом, чтобы повторять анатомию настоящей птичьей лапы: это помогает амортизировать удар при посадке и перенаправлять часть лишней энергии для моментального и сильного захвата. В действительности SNAG срабатывает всего за 20 микросекунд, крепко цепляясь за опору, после чего передает подтверждение беспилотнику, который запускает алгоритмы для стабилизации этого положения.
Испытания системы проводили в дикой местности штата Орегон. Результаты показали, что беспилотник, оснащенный таким захватом, способен не только надежно усаживаться на разные «жердочки», но и ловко захватывать подброшенные в воздух предметы. Авторы протестировали SNAG с различной конфигурацией «пальцев», характерной для разных видов птиц — анизодактиля (три пальца впереди и один сзади, как у сапсанов) и зигодактиля (два впереди и два сзади, как у попугаев). Оказалось, что с точки зрения эффективности захвата оба варианта одинаково хороши.