PULSAR, il drone rivoluzionario che utilizza i laser per evitare collisioni e volare più a lungo

I droni sono qui per restare. Questi veicoli aerei senza pilota, noti anche come Droni, sono gli eroi dell’invasione russa dell’Ucraina, sia con modelli fatti in casa adattati da combattenti ucraini e russi per sorprendere il nemico, sia con veicoli di ultima generazione e armi devastanti. Oltre al loro uso militare, in cui opera anche la Spagna, questi dispositivi possono fornire molteplici servizi, che si tratti di fumare 240.000 metri quadrati di raccolti in 60 minuti, ottenere incredibili riprese nei film o svolgere compiti di prevenzione incendi e rimboschimento.

Tutti loro, dai droni più piccoli e innocui ai più avanzati, Fanno molto affidamento sui loro sensori per esplorare gli ambienti e percepire gli ostacoli, purché non siano diretti a distanza. La maggior parte di essi utilizza GPS, navigazione inerziale e sistemi di comunicazione avanzati, ma ci sono limitazioni importanti dovute al basso campo visivo dei sensori e al loro elevato consumo energetico.

Per superare questi ostacoli, un gruppo di ricerca del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del College of Engineering dell’Università di Hong Kong ha appena pubblicato Studia sul diario Scienza della robotica Descrivere in dettaglio lo sviluppo e la produzione di Pulsar. È un drone in grado di raggiungere un nuovo livello di autonomia Accendendosi per ottenere dati dal suo ambiente e per fornire energia per il volo per una durata maggiore o eseguire altri compiti. Sono importanti in missioni come il salvataggio in ambienti complessi o difficili da raggiungere, la mappatura o l’esplorazione di grotte, ma potrebbero anche essere fondamentali per lo sviluppo di nuovi droni militari.

mappa 3D

Dietro questa ricerca c’è il capo ricercatore Fu Zhang, assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università di Hong Kong, che guida il team responsabile di PULSAR. Per raggiungere il loro obiettivo, hanno scelto il sistema LiDAR (Rilevamento e portata della luce in inglese), con tentacoli Consente la determinazione delle distanze da un oggetto o una superficie utilizzando raggi laser pulsatie automazione.

Pertanto, questo drone ruota se stesso più volte al secondo nella direzione opposta alla direzione delle sue eliche, a causa della controcoppia del motore, per avere sempre chiara la sua posizione 3D e poter evitare ogni tipo di ostacoli. Funzionano tutti tramite un singolo grilletto, consentendo un notevole risparmio della batteria senza che il drone perda agilità o velocità. Confrontando questo con il dispendio energetico di un quadricottero di dimensioni simili, con lo stesso carico utile e lo stesso diametro dell’elica, i ricercatori hanno calcolato 26,7% in meno di consumo energetico.

Pulsar, chiamata così per la sua somiglianza con il modello di rotazione automatica e travolgente di una pulsar astronomica (una stella di neutroni a rotazione molto rapida e altamente magnetizzata), Integra capacità di rilevamento, mappatura, pianificazione e controllo a bordo senza la necessità di strumenti esterni. Ruotando inesorabilmente di 360 gradi, registra continuamente ciò che lo circonda.

Per verificare l’efficacia del dispositivo, Zhang e il suo team hanno sottoposto il drone a diversi test ed esperimenti, tutti con successo. Questi test hanno dimostrato la capacità di PULSAR di Rileva ostacoli statici e dinamici in tempo reale, all’interno e all’esterno. Era anche in grado di volare autonomamente in ambienti complessi, anche nella completa oscurità.

resistenza al vento

Non erano gli unici test. Il drone ha anche dimostrato di essere in grado di resistere alle turbolenze del vento. Grazie ad alcune eliche industriali, gli ingegneri hanno dimostrato che con una velocità massima del vento di 4,5 m/s, PULSAR è in grado di mantenere una posizione stazionaria in una zona bassa. Questo progresso lo rende più sicuro e affidabile in aree che non erano precedentemente controllate o registrate, come una grotta inesplorata o un edificio dopo un terremoto.

I numeri parlano da soli. Nonostante le ridotte dimensioni, con un diametro di 37,6 cm, un’altezza di 27,6 cm, e una batteria ai polimeri di litio con una capacità di 1850 mAh, questo velivolo, che pesa poco più di un chilogrammo, riesce a Tempo di passaggio del mouse per più di 12 minuti. Secondo i calcoli di Zhang, senza un sensore LiDAR e con una ventola e una batteria più grandi, questa autonomia può essere estesa a più di 40 minuti.

E questo è solo l’inizio, poiché il suo obiettivo è che PULSAR sia il punto di partenza per lo sviluppo di nuovi UAV a rotazione automatica. “Noi ci crediamo Faciliterà l’indagine sui metodi per il controllo degli UAV in rotazione ad alta velocità e tecnologie di posizionamento e mappatura simultanea (SLAM) in movimento aggressivo.

navigazione sciame

La ricerca sui droni è in pieno svolgimento e i risultati stanno arrivando con sempre maggiore frequenza. Alcuni mesi fa, gli scienziati dell’Università cinese di Zhejiang hanno fatto un altro passo avanti per migliorare la navigazione autonoma per i droni. In questo caso, da un intero sciame di 10 piccoli droni: hanno condiviso in tempo reale i dati raccolti dalle telecamere di ognuno di loro per poter Muoviti attraverso la foresta di bambù senza intervento umano.

Con questo metodo, se un drone viene bloccato da un ostacolo, può utilizzare le informazioni raccolte dagli altri elementi dello sciame per riorientare o correggere la propria rotta. Un altro interessante miglioramento offerto da questa tecnologia è proprio questo Può essere utilizzato dai droni per tracciare una persona che cammina in un ambiente complesso. In questo modo, se qualcuno li perde di vista, le telecamere degli altri vengono utilizzate per ripercorrerne la traccia.

Pertanto, i droni condividono i dati per pianificare percorsi e seguire obiettivi, il che è particolarmente utile secondo i ricercatori “in disastri naturali come terremoti e inondazioni”. In quei casi, uno sciame di droni autonomo può farlo Cerca, dirigi e consegna rifornimenti di emergenza alle persone intrappolate. Notano che “ad esempio, in un incendio, un aereo multielicottero può raccogliere rapidamente informazioni da una prospettiva ravvicinata in prima linea senza il rischio di lesioni umane”. Una vera scoperta Può significare prima e dopo lo sviluppo di questi dispositivi aeronautici E questo, di sicuro, avrà il suo corrispondente sviluppo militare.

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