This post is also available in:
English (אנגלית)
ככל שמקטינים רחפנים, הניווט שלהם הופך לבעיה מורכבת יותר. מצלמות מתקשות לפעול בחשכה, בעשן ובאבק, בעוד שחיישני לידאר והמעבדים הנדרשים לפענוח הנתונים שלהם עלולים להיות כבדים ולצרוך יותר מדי חשמל עבור כלי טיס שמשקלם פחות מ־100 גרם. דווקא בסביבות שבהן רחפן זעיר יכול להיות שימושי במיוחד, הוא עלול להתקשות להבין לאן הוא טס.
חוקרים מאוניברסיטת דלפט לטכנולוגיה פיתחו פתרון שונה: לצייד את הרחפן בשפם.
בהשראת מכרסמים, המערכת משתמשת בשתי שערות חישה מלאכותיות וגמישות המותקנות בחלקו הקדמי של מיקרו־רחפן. במקום לזהות מכשולים באמצעות ראייה, כלי הטיס נוגע פיזית במשטחים סמוכים ומשתמש בתנועה שנוצרת בשערות החישה כדי לקבוע את מיקומם.
מכרסמים משתמשים בשערות השפם שלהם כדי לנווט בסביבות צפופות שבהן הראייה מוגבלת. כאשר שערה נוגעת במשטח, שינויים זעירים בבסיסה מספקים מידע על מיקום העצם. הרחפן מיישם עיקרון דומה באופן אלקטרוני.
בבסיסה של כל שערת חישה מלאכותית מותקנים שלושה חיישני לחץ זעירים. כאשר המבנה הגמיש מתכופף במגע עם קיר או עצם אחר, החיישנים מודדים את שינויי הלחץ שנוצרים. לאחר מכן המערכת מחשבת בתלת־ממד את מיקום המגע ואת עומקו, וכך מקבלת באופן מיידי מידע על סביבת הרחפן.
על פי דיווח של Interesting Engineering, אחד האתגרים ההנדסיים המרכזיים נבע דווקא מכלי הטיס עצמו. המדחפים יוצרים זרמי אוויר ורעידות שגם הם מכופפים את שערות החישה, ולכן עלולים להקשות על המערכת להבחין בין מגע אמיתי במכשול לבין הפרעה אווירודינמית שהרחפן עצמו יוצר.
החוקרים פיתחו שיטת עיבוד שפועלת על גבי הרחפן ומסננת באופן רציף את הרעש העצמי הזה. למרות שהמערכת מפיקה מידע על עומק ברמת דיוק של מילימטרים, האלגוריתם דורש רק 34 קילובייט של זיכרון, כך שדרישות המחשוב שלו מתאימות גם לכלי טיס זעירים במיוחד.
בניסויי טיסה הצליחו רחפנים המצוידים בשערות החישה לפעול בסביבות חשוכות לחלוטין ללא מידע חזותי. הם מיפו חדרים שלא הכירו מראש, עקבו אחר קווי המתאר של משטחים ואיתרו יציאות באמצעות משוב ממגע.
הגישה עשויה להיות שימושית במיוחד במשימות חיפוש והצלה. מיקרו־רחפנים יוכלו להיכנס למבנים שקרסו או התמלאו בעשן, שבהם רובוטים גדולים יותר אינם יכולים לעבור ומצלמות רגילות מספקות מעט מאוד מידע שימושי. מערכות דומות יוכלו לשמש גם לבדיקת צינורות, תעלות אוורור, מערכות ביוב, מכרות ותשתיות סגורות אחרות.
לטכנולוגיה עשויים להיות גם יישומים בתחומי הביטחון וביטחון המולדת. רחפנים זעירים המבוססים על חישה במגע יוכלו לסרוק מבנים שנפגעו, מנהרות או חללים סגורים לפני כניסת כוחות, ולספק מידע מסביבות שבהן חשכה, עשן או חלקיקים באוויר מגבילים את יעילותם של חיישנים אופטיים.
המערכת אינה נועדה להחליף מצלמות. במקום זאת, חוש המישוש מספק אמצעי חישה נוסף לתנאים שבהם הראייה מפסיקה להיות יעילה.
עבור כלי טיס אוטונומיים זעירים, היתרון הזה עשוי להיות משמעותי במיוחד: במקום לשאת ציוד מתוחכם וכבד יותר כדי לנסות לראות דרך החשכה, לפעמים הפתרון הקל יותר הוא פשוט להושיט "שפם" ולמשש את הקיר.
המחקר פורסם כאן.
