Дроны научились синхронно летать в жесткой сцепке

фото компании Georgia Tech

Американские инженеры разработали алгоритм управления несколькими дронами, объединенными в единый модуль для перевозки больших грузов. Для контроля над группой из нескольких мультикоптеров в жесткой сцепке с грузовым контейнером используется адаптивная система, которая учитывает и компенсирует тягу каждого из аппаратов. Авторы технологии считают, что она упростит логистику и позволит унифицировать применяющиеся для доставки дроны. Инженеры рассказали о работе на сайте института и отправили результаты на публикацию в журнал Journal of Aircraft. Об этом пишет N+1.

Считается, что самый затратный этап перевозки товаров — «последняя миля», доставка заказа непосредственно получателю. Пока что каждую посылку носят по-отдельности многочисленные курьеры, но транспортные компании пытаются оптимизировать этот процесс при помощи автоматической доставки груза колесными роботами или летающими дронами.

Например, Amazon запустила службу доставки посылок колесными дронами непосредственно со склада. Другая концепция, которую продемонстрировала UPS, подразумевает перевозку большого количества посылок на грузовиках, которые для конечной доставки посылок клиентам по воздуху запускают дроны. Это повышает зону охвата курьерской службы, однако каждый грузовик способен перевозить лишь несколько беспилотников. С ростом масштаба доставок остро встает проблема унификации и обслуживания сотен и тысяч дронов — дешевле закупить оптом и обслуживать один тип стандартных аппаратов, чем поддерживать несколько разновидностей для доставки посылок различных размеров. Но в таком случае грузоподъемности стандартного дрона может не хватить, если потребуется доставить тяжелый груз.

Группа разработчиков из Технологического института Джорджии под руководством профессора Джонатана Роджерса (Jonathan Rogers) попыталась справиться с этими проблемами. Инженеры разработали алгоритм, способный управлять несколькими дронами, соединенными жесткой рамой. Это позволит унифицировать перевозки, доставляя несколькими стандартными мультикоптерами грузы, которые не способен поднять единственный небольшой аппарат. Таким образом, можно отказаться от использования более тяжелого и дорогого беспилотника.

Авторы утверждают, что если один из беспилотников в сцепке откажет, то разработанный алгоритм позволит остальным аппаратам адаптироваться, и либо доставить посылку по месту назначения, либо совершить безопасную посадку. В отличие от концепции модульного дрона-трансформера, которую несколько лет назад предложили в Японии, в проекте американских инженеров каждый БПЛА из состава сборки можно использовать и по отдельности, что решает проблему унификации аппаратов.

Для демонстрации технологии авторы прикрепили четыре небольших дрона к ящику весом в пять килограмм. Алгоритм успешно справился с задачей — дроны смогли поднять и перенести ящик в назначенное место, что авторы продемонстрировали в видеоролике. При этом, разработанный алгоритм поддерживает работу любого числа аппаратов в сцепке. Это позволяет повышать массу перевозимого груза кратно количеству используемых дронов.

Алгоритм получает данные о местоположении дронов и тяге роторов. С помощью этой информации оценивается вес доставляемого груза, центр масс конструкции и относительное расположение беспилотников. Алгоритм учитывает эти параметры и формирует управляющие команды для каждого дрона по отдельности.

Исследователи надеются в будущем дополнить технологию возможностью самостоятельной стыковки дронов с контейнером по инфракрасному наведению, чтобы людям не пришлось присоединять к нему каждый БПЛА вручную. Для этого авторы предлагают использовать одноразовую раму, которая устанавливается на контейнер и предусматривает стыковку до шести дронов. Аппараты самостоятельно закрепляются на раме, доставляют посылку по адресу, отцепляются и улетают обратно на грузовик. При этом рама после доставки остается на контейнере, а клиент может вернуть не подошедший товар — тогда дроны прилетят на вызов и заберут посылку.

Разработку технологий для доставки грузов на беспилотниках ведет множество инженерных коллективов. Например, в конце марта другая группа инженеров сообщила об успешных испытаниях дрона, который способен захватывать груз на лету. Разработчики снабдили беспилотник захватом в виде четырех гибких опор и научили его алгоритм управления подбирать с помощью этого захвата грузы.