Ученые создали летучую мышь-робота как прототип нового поколения био-дронов

Группа робототехники и кибернетики из Политехнического университета Мадрида (Испания) представила новый микро-БПЛА. Дрон использует инновационную систему искусственных мышц, состоящих из материалов, способных сокращаться и сжиматься так, как это делают мышцы летучих мышей.

Речь идёт о беспилотнике BaTboT, «Летучем мышероботе». Сообщается, что миниатюрный аппарат, форма крыльев которого может быть изменена непосредственно в полёте, способен весьма эффективно маневрировать на небольших скоростях, что позволит ему летать в замкнутом пространстве или среди многочисленных препятствий.

Крылья летучих мышей (единственных млекопитающих, способных к полёту) состоят более чем из двух дюжин независимых сочленений и одной тонкой, гибкой мембраны, растянутой на костной системе крыла. Поразительная манёвренность животных — результат сочетания взмахов их крыльев и одновременных сокращений и растяжений этих же крыльев в полёте.

Крыло со столь изменяемой геометрией доводилось до совершенства эволюцией в течение миллионов лет, и попытка воспроизвести его за короткое время стала настоящим вызовом для учёных. Они приняли его, и в результате получился BaTboT.

Размах крыльев этого микро-БПЛА составляет 50 см, что объясняется желанием «соответствовать природному прототипу». А прототипом стала летучая лисица (Pteropus poliocephalus), одна из самых крупных летучих мышей в мире. Вес микро-БПЛА минимизировался для достижения максимального времени полёта на встроенной литий-полимерной батарее.

Для воспроизведения работы мускульной системы животного исследователям пришлось обратиться к относительно сложной задаче: вместо обычных моторов нужно было сымитировать действие мышц живых существ. «Мышцы» BaTboT состоят из крошечных волокон, «сотканных» из сплавов с памятью формы; они работают по образцу бицепсов и трицепсов, сокращающих сочленения крыла летучей мыши.

Весит каждый из «мускулов» BaTboT менее 1 г, а общая масса микро-БПЛА, который разработчики предпочитают называть летающим роботом, составляет 125 г (включая аккумуляторы, бортовую электронику и движители). «Скелет» тянет на 34 г. Общая тяга крыла летуна — 12,2 г/см, время взмаха — 300 мс, колебание крыла при взмахе — примерно 4 мм. Ток, приводящий в движение «мышцы», имеет силу в 285 мА и напряжение в 3–5 В.

Данные по биологическим деталям полёта летучих мышей были получены испанскими исследователями от коллег из Университета Брауна в Провиденсе (США). В ближайшем будущем в дополнение к простому полёту по прямой авторы намерены перейти к полётам с интенсивным маневрированием, что позволит доработать системы контроля, навигации и сенсоров.

Целью такой модификации называется достижение способности к автономным действиям, в ходе которых микродрон сможет собирать информацию. В качестве возможных сфер применения учёные упоминают биологические исследования по изучению летучих мышей в их естественной среде обитания, а также слежение за вредителями.

Вряд ли стоит сомневаться, что способность к сбору информации и высокоманёвренному полёту в закрытых помещениях не заинтересует военных. Напомним: ещё во время Второй мировой ВВС США трудились над проектом бомбардировки японских городов летучими мышами, сбрасываемыми в самораспаковывающихся контейнерах, причём каждая мышь имела ранец с 17-граммовой зажигательной бомбой. Тестовые полёты были настолько успешными, что в результате едва не сгорела сама испытательная база...

Итоговая публикация по первой стадии проекта должна состояться в текущем году.

science.compulenta.ru