Bespilotne letelice (UAV), poznate i kao dronovi, mogu pomoći ljudima da se pozabave raznim problemima iz stvarnog sveta; na primer, pomaganje im tokom vojnih operacija i misija potrage i spasavanja, isporuka paketa ili istraživanje okruženja kojima je teško pristupiti. Konvencionalni dizajn bespilotnih letelica, međutim, može imati neke nedostatke koji ograničavaju njihovu upotrebu u određenim postavkama.
Na primer, neki UAV-ovi možda neće moći da slete na neravne terene ili da prođu kroz posebno uske praznine, dok drugi mogu da troše previše energije ili rade samo kratko vreme. Zbog toga ih je teško primeniti na složenije misije koje zahtevaju pouzdano kretanje u promenljivim ili nepovoljnim pejzažima.
Istraživači sa Univerziteta Zhejiang nedavno su razvili novo bespilotno vozilo na točkovima i hibridno vozilo koje može i da se kotrlja po zemlji i da leti. Ovaj jedinstveni sistem, predstavljen u radu prethodno objavljenom na arKsiv-u, zasnovan je na dizajnu unicikla (tj. biciklističkog vozila sa jednim točkom) i mehanizma za okretanje uz pomoć rotora.
„Roller-Kuadrotor je novi hibridni kopneni i vazdušni kvadrotor koji kombinuje povećanu sposobnost manevrisanja kvadrotora sa dugotrajnom izdržljivošću zemaljskog vozila“, napisali su Zhi Zheng, Jin Vang i njihove kolege u svom radu. „Letenje se postiže kroz konfiguraciju kvadrotora i četiri aktuatora koji obezbeđuju potisak. Kotrljanje je podržano strukturom okretanja koju pokreće jednocikl i rotor. Tokom zemaljske lokomocije, vozilo treba da savlada otpor kotrljanja i okretanja, čime se štedi energija u poređenju sa režimom leta .“
Hibridno kopneno i vazdušno vozilo koje su kreirali Dženg, Vang i njihove kolege je takozvani kvadrotor, koji je letelica zasnovana na rotacionim krilima koja može da lebdi iznad zemlje i leti. Pošto je zasnovan na strukturi unicikla, može se kretati i po tlu na različitim terenima i prolaziti kroz uske praznine.
„Ovaj rad prevazilazi izazovne probleme opšteg rotorcrafta, smanjuje potrošnju energije i omogućava kretanje kroz posebne terene, kao što su uske praznine“, napisali su istraživači u svom radu. „Takođe rešava izazov izbegavanja prepreka sa kojim se suočavaju zemaljski roboti letenjem.“
U svom radu, Dženg, Vang i njihove kolege predstavljaju dizajn svog vozila zajedno sa nizom modela i kontrolera koji mu omogućavaju da se kotrlja, leti i neprimetno prelazi između ova dva načina rada. Oni takođe navode rezultate serije eksperimenata, gde je prototip njihovog vozila testiran u okruženju praćenom kamerama i senzorima za snimanje pokreta.
„Mi dizajniramo modele i kontrolere za vozilo“, napisali su Dženg, Vang i njihove kolege u svom radu. „Rezultati eksperimenta pokazuju da može da prelazi između vazdušne i zemaljske lokomocije i da može bezbedno da prođe kroz uski jaz koji je upola manji od svog prečnika. Osim toga, sposoban je da pređe rastojanje približno 3,8 puta veću od letenja ili operacije oko 42,2 puta duže od letenja.“
Hibridno vozilo predstavljeno u ovom nedavnom radu bi uskoro moglo biti testirano i ocenjeno u širem spektru okruženja, kako bi se dodatno potvrdile njegove performanse. Prvi rezultati koje su prikupili Dženg, Vang i njihove kolege sugerišu da bi vozilo na kraju moglo da se koristi za rešavanje složenih misija u stvarnom svetu koje podrazumevaju kretanje po komplikovanim terenima, ulazak u uske prolaze i rad u dužem vremenskom periodu.
U svojim sledećim studijama, istraživači planiraju da dodatno unaprede svoj dizajn, na primer poboljšanjem tačnosti modela koje su kreirali i uvođenjem naprednijih algoritama upravljanja. Ovo bi zauzvrat moglo da učini glatkijim prelazak vozila sa režima kotrljanja na letenje, uz istovremeno poboljšanje njegovih navigacionih mogućnosti.
„Takođe razmatramo strukturnu optimizaciju i smanjenje težine, kako bismo dodatno poboljšali performanse potrošnje energije“, zaključili su istraživači u svom radu. „Dalje, koristićemo algoritme planiranja da poboljšamo mobilnost vozila.“
