Informační portál o světě bezpilotních prostředků

Autonomní navigace dronů podle vzoru moskytů

Závislost dronu na spojení s operátorem, je v mnoha případech jeho Achillovu patou, vývojová pracoviště proto hledají cesty, jak ji omezit nebo se jí dokonce úplně zbavit. Při konstrukci plně autonomních dronů hledají pomoc dokonce i u obtížného hmyzu, jako jsou moskyti.

Ultrazvukový sonar netopýrů je známá věc, vědce z japonské Chiba University, ale zaujalo, že moskyt také létá v noci bezpečně a žádný složitý ultrazvukový systém k tomu nepotřebuje. Místo toho je citlivý na odrazy vlnění vzduchu způsobeného jeho křídly. Tomuto principu detekce překážek se říká mechanosensing nebo také aerodynamické zobrazování (aerodynamic imaging) - a právě díky němu může hmyz sající krev létat v noci, kdy jsou jeho oběti snadněji napadnutelné.

Konkrétně to vypadá tak, že každé mávnutí křídel vyvolá vzdušnou vlnu, která se šíří od letícího tvora, naráží na okolní překážky a odráží se od nich v závislosti na její vzdálenosti a tvaru. Tyto odrazy zachycují tykadla na hlavě moskyta a citlivý orgán u jejich kořene (tzv. Johnstonův orgán) předává takto získané informace do mozku. Tak si moskyt vytváří jakýsi obraz okolí, aniž by k tomu potřeboval speciální smyslový orgán. Díky tomu může na kůži své oběti přistát velmi jemně, aniž by si toho všimla.

obr: Znázornění vzduchových vln v okolí moskyta pomocí vysokorychlostních kamer. Kredit: Chiba University

Ve velkém znají obdobný jev piloti letadel a vrtulníků pod označením přízemní efekt. Při přiblížení k zemi je intenzita odrazů vzduchových vln od povrchu tak intenzivní, že stroji poskytuje dodatečný vztlak. Komáří systém je ale mnohem jemnější a citlivější.

Japonští vědci se spojili s odborníky několika evropských univerzit (University of Leeds, University of Brighton, Royal Veterinary College), aby detailně prozkoumali funkci tohoto systému pro využití při navigaci autonomních létajících robotů Posloužily jim k tomu záběry vysokorychlostních kamer zobrazující vzdušné vlnění vznikající při letu komára Culex quinquefasciatus i jeho odrazy od okolí. Kromě jiného se ukázalo, že odražené vlny se sbíhají nad hlavou hmyzu, tedy právě tam, kde má citlivá tykadla. Výzkum také prokázal, že moskyt může takto detekovat překážky až na vzdálenost dvacetinásobku délky křídel, což je mnohem víc, než se původně předpokládalo.

"Naše práce dokázala, že komáři pro svou navigaci za letu opravdu používají nekonvenční aerodynamiku," komentoval práci výzkumného týmu jeho šéf Richard Bomphrey. "Je to nejen významný příspěvek k poznání evoluce hmyzu, ale i zdroj cenných dat pro inženýry vyvíjející systémy inspirované přírodou."

Ti se výzkumem opravdu nechali inspirovat: použili získané poznatky pro vývoj kvadrokoptéry, která by monitorovala své okolí prostřednictvím odrazů vln způsobených vrtulemi. Jimi zkonstruovaný systém už předvedl bezpečné samostatné přistání na základě detekce přízemního efektu.

obr: Dron přistávající pomocí aerosensingu okoukaného od moskyta. Kredit: Chiba University

 

Jan A. Novák

obr v titulu: Kredit Chiba University

 

Jan A. Novák

Publicista a fotograf, který se od dětství snaží fotit to, co většina běžných lidí nemůže vidět. Drony ho tedy nemohly minout.

Internetová stránka: www.novakoviny.eu
Pro psaní komentářů se přihlašte

Populární příspěvky

Předpisy pro létání s drony v ČR

29-02-2016 Hits:144702 Legislativa Vítek Novák - avatar Vítek Novák

Jaké jsou předpisy pro létání s drony v ČR? V tomto článku si rozebereme nejen samotné pře... Read more

AisView - pomocník každého pilota dronu

05-08-2016 Hits:47631 Začínáme Vítek Novák - avatar Vítek Novák

Létáte s dronem a nejste si přesně jisti, kde smíte a kde ne? V takovém případě bychom rád... Read more

Seriál: Začínáme s drony: 3. Základy říz…

16-04-2016 Hits:20043 Začínáme Jan A. Novák - avatar Jan A. Novák

Pokud dron umí ještě něco víc než stoupat, klesat a zatáčet, výrobce se nezapomene pochlub... Read more

Recenze: DJI Mavic, aneb malý velký dron…

09-10-2016 Hits:19998 Testy a recenze Jan A. Novák - avatar Jan A. Novák

Tohle možná způsobí skutečnou revoluci na trhu kategorie "lepších" dronů: DJI Mavic je vel... Read more