Дроны смогут летать ночью, как комары, не врезаясь в препятствия

Учёным из исследовательской группы Университета Лидса и Королевского ветеринарного колледжа удалось воспользоваться природными навыками комаров для обеспечения безопасного движения квадрокоптеров в тёмное время суток.

Речь идёт о навыке комара чувствовать изменения в воздушных потоках, создаваемых взмахами крыльев. Беспилотные летательные аппараты будут пользоваться таким же принципом в рамках сенсорной системы предотвращения столкновений, пишет журнал Science.

Чтобы понять, как насекомые могут летать ночью, учёные взяли для опытов самца комара Culex quinquefasciatus, который способен перемещаться ночью, при этом не врезаясь в поверхности. Секрет комара в том, что у него присутствует сенсорный режим — механосенсинг.

Это ускорение воздуха вокруг себя путём создания быстрых струй после каждого взмаха крыла. Струи меняют форму при наличии ближайших препятствий. Такие изменения отслеживаются комаром с помощью органа Джонстона — набора рецепторов у основания антенн на голове.

Для понимания того, как на потоки воздуха вокруг тела влияют земля и стены, исследователи создали гидродинамическое моделирование, основанное на высокоскоростной регистрации полёта комаров. Пока не будет достигнут порог обнаружения, органы Джонстона на больших высотах получают малый отклик, позволяющий комарам оценить ситуацию вокруг себя.

Максимальное расстояние, на котором комар способен обнаруживать поверхности, составляет 20 длин крыльев, то есть намного больше, чем ожидали учёные. Антенны, находящиеся на голове комара, то есть дальше всего от земли среди всех частей организма насекомого, спокойно могут чувствовать все изменения для определения ближайших преград.

В итоге учёные пришли к выводу, что обнаружение нетрадиционной аэродинамики комаров во время полёта станет новой технологией, которой могут воспользоваться инженеры. Навыки комаров перенесли на мини-квадрокоптер, оснастив его устройством, которое состоит из зондов, соединённых с датчиками перепада давления.

Это позволило дрону обнаруживать изменения воздушного потока при приближении к поверхности, успешно реагируя на расстояниях, достаточных для предотвращения возможного столкновения.