Дрон, сидящий на ветке

Фото: Дрон HEDGEHOG может присесть на ветку и выключить мотор. Автор: Готтардо Песталоцци.

Изучение условий окружающей среды в верхнем пологе леса требует ученого высокого уровня владения навыками скалолазания или дорогостоящих строительных лесов. Однако ситуация может измениться. Об этом свидетельствуют эксперименты ученых со специальными дронами – роботами, приспособленными для работы в кронах деревьев. Летающие роботы разрабатываются командой из Швейцарского федерального института лесных, снежных и ландшафтных исследований WSL и ETH Zurich.

Наблюдение за лесом для его защиты

Леса покрывают около трети поверхности земли, как во всем мире, так и в Швейцарии. Они имеют огромное значение для биоразнообразия, регулирования климата и экологического баланса. Чтобы их изучить и защитить лесные экосистемы, помимо прочего, необходимы данные, с верхушек деревьев. Однако из-за их высоты, а также из-за листьев и ветвей, закрывающих доступ, такие данные очень сложно получить.  Не могли дроны помочь? Да, но…

До сих пор дроны могли собирать информацию только во время полета над лесным пологом.  Ограниченное время автономной работы и беспокоящий шум значительно ограничивают их использование. Чтобы преодолеть эти препятствия, исследователи из WSL и ETH Zurich начали разработку дронов – экологических роботов, которые имитируют поведение существ, обитающих на верхушках деревьев. Они должны уметь выдерживать столкновения с ветвями, пролезать по пустотам, цепляться за предметы, фотографировать и размещать датчики. Первым продуктом команды под руководством профессора ETH Стефано Минчева является HEDGEHOG, дрон, который может цепляться за ветки.

Отключение несущего винта дает возможность дискретного долгосрочного наблюдения

Дрон HEDGEHOG обязан своими особыми возможностями, в основном, двум элементам: цилиндрической защитной клетке и набору шипов в стиле оригами.

В клетке размещены пропеллеры, что обеспечивает безопасный полет даже при неизбежном контакте с листьями и ветвями. Она также служит держателем для батарей, микрофонов, камер и других датчиков по мере необходимости.

ЕЖИК держится за ветку с помощью подвижных шипов со специальным покрытием. Они навеяны японской техникой складывания оригами. Когда шипы соприкасаются с веткой, их боковые складывающиеся створки открываются, чтобы приспособиться к неровной поверхности ветки. Внутри они имеют противоскользящую поверхность, которая помогает выдерживать вес дрона.

Пилот может перевести дрон в режим ожидания с помощью пульта дистанционного управления. Благодаря встроенным камерам и микрофонам робот может ненавязчиво наблюдать за событиями в короне в течение длительного периода времени, записывая видео и аудио. Когда наблюдение закончено, дрон можно активизировать и вернуть на базу.

Экологическая робототехника помогает понять лесную экосистему

С помощью HEDGEHOG и других роботизированных дронов команда разработчиков хочет внести свой вклад в более глубокое познание жизни на верхушках деревьев. Это, в свою очередь, может быть дополнительной основой для защитных мер и лесоводческих решений. Прототип HEDGEHOG был разработан Штеффеном Кирхгеоргом в рамках проекта CYbER ( Canopy Exploration Robots) и был построен и испытан в Исследовательском институте WSL в Бирменсдорфе.