Инженеры из США и Швейцарии разработали два небольших дрона, способных перемещать грузы с массой, превышающей их собственную в 40 раз. Они могут зацепляться за поверхности с помощью шипов или адгезивной поверхности, напоминающей лапку геккона, и тянуть объекты с помощью лебедки и троса. Разработчики показали, как пара таких дронов могут открыть дверь с нажимаемой ручкой. Статья с описанием разработки опубликована в Science Robotics.

Дроны используют не только для съемки с воздуха, но и для перевозки грузов. Тем не менее, возможности дронов достаточно ограничены, и для транспортировки больших объектов подходят лишь большие мультикоптеры, как правило, с шестью, восемью или большим количеством роторов. Из-за этого небольшие дроны, которые могут пролетать через узкие проемы, и удобны в транспортировке, слабо применимы в качестве транспорта.

Инженеры под руководством Дарио Флореано (Dario Floreano) из Федеральной политехнической школы Лозанны решили использовать гибридный подход, при котором дрон совмещает воздушное и наземное перемещение и тем самым расширяет свои способности. Разработчики отмечают, что они вдохновились способностью ос перемещать добычу, слишком тяжелую для удержания в воздухе, по земле или наклонным поверхностям. Осы зацепляются за неровности поверхности и тащат добычу за собой. Кроме того, пауки вида Pasilobus умеют притягивать к себе добычу, захваченную паучьей нитью.

В своей работе инженеры объединили несколько природных механизмов для создания компактных, но многофункциональных дронов FlyCroTug. Оба дрона имеют похожее принципиальное строение — это квадрокоптеры с лебедкой, колесами и механизмом, позволяющим фиксировать дрон относительно горизонтально поверхности.

Принцип перемещения тяжелого груза
Принцип перемещения тяжелого груза

Инженеры создали два варианта такого механизма, один из которых представляет собой набор шипов, зацепляющихся за неровности, а второй напоминает лапку геккона, состоящую из множества волосков, которые при соприкосновении с поверхностью резко увеличивают трение и не дают дрону сдвинуться с места. Лебедка дронов позволяет им двигать предметы с силой до 40 ньютонов, при том, что сами дроны имеют массу примерно 100 грамм.

Схема кооперации разных дронов для открытия двери
Схема кооперации разных дронов для открытия двери

Разработчики продемонстрировали применение дронов на разных примерах. Пожалуй, самое впечатляющее из них — самостоятельное открытие большой двери с ручкой, которую необходимо нажать. Сначала один из дронов подлетает к двери, подсовывает под нее крюк, отъезжает и закрепляется на полу с помощью шипов. После этого второй дрон зацепляется за ручку с помощью крюка, а затем фиксируется на двери с помощью прилипающего устройства. Затем оба дрона начинают натягивать тросы, нажимая ручку и открывая дверь.

Новая работа отчасти основана на разработке смежной группы — роботе μTug, способном перемещать с помощью лебедки груз с массой, превышающей его собственную в 1800 раз.