Новый дрон «двойной робот», разработанный Imperial, может летать по воздуху и приземляться на воду для сбора проб и контроля качества воды.
Дрон «двойной робот», разработанный в Имперском колледже Лондона и испытанный в Empa и научно-исследовательском институте водных исследований Eawag в Швейцарии, успешно измерил воду в озерах на наличие признаков микроорганизмов и цветения водорослей , которые могут представлять опасность для здоровья человека. Будущее будет использоваться для наблюдения за климатическими подсказками, такими как изменения температуры в арктических морях.
Исследователи разработали беспилотник, чтобы повысить нашу способность быстро развертывать дроны для мониторинга в водной среде. Уникальная конструкция, названная роботом Multi-Environment Dual for Underwater Sample Acquisition (MEDUSA), также может помочь контролировать и обслуживать морскую инфраструктуру, такую как подводные энергетические трубопроводы и плавучие ветряные турбины.
Профессор Мирко Ковач, главный исследователь проекта и директор лаборатории воздушной робототехники Imperial и руководитель Центра робототехники Empa, сказал: «MEDUSA уникальна своей конструкцией двойного робота с компонентом полета, который достигает труднодоступных мест. и компонент для дайвинга, который следит за качеством воды . Наш дрон значительно упрощает роботизированный подводный мониторинг, выполняя сложные задачи, для которых в противном случае потребовались бы лодки».
Исследователи протестировали MEDUSA как в лабораторных условиях Imperial, Empa, так и в полевых условиях, включая озера в Швейцарии.
Двойной дизайн
Дрон летает с помощью дистанционно управляемых мультироторов — лопастей, создающих подъемную силу, которые вращаются вокруг центральной вертикальной мачты, как лопасти вертолета. Использование нескольких роторов означает, что MEDUSA может преодолевать большие расстояния с большим количеством полезной нагрузки, преодолевать препятствия, нести полезную нагрузку и маневрировать по труднопроходимой местности.
Мультикоптер летит в труднодоступную водную среду, прежде чем приземлиться на воду и развернуть свою привязанную мобильную подводную капсулу с прикрепленной камерой и датчиками на глубине до десяти метров.
Оператор дрона дистанционно регулирует глубину и трехмерное положение капсулы в воде с помощью управления плавучестью и форсунок. Все это время пользователь руководствуется видео в реальном времени и обратной связью датчиков от модуля.
После того, как образцы взяты, дрон сматывает трос, чтобы воссоединиться с контейнером, прежде чем взлететь и вернуться к пользователю.
В то время как конструкция подводной капсулы является новой, конструкция воздушного дрона является отраслевым стандартом, а это означает, что системы MEDUSA можно легко сконструировать и развернуть с использованием промышленных операционных систем.
Подсказки о водном климате
Экологи обычно используют лодки для наблюдения за водными районами, но MEDUSA может помочь снизить риск для людей при путешествии в труднодоступные водные среды . Это может быть особенно полезно в Северном Ледовитом океане, где изменения температуры океана, кислотности, солености и течений могут дать важную информацию о глобальном климатическом кризисе.
Профессор Ковач из Департамента аэронавтики Imperial сказал: «Нам есть чему поучиться у воды Земли: отслеживая экологические параметры, мы можем выявлять тенденции и понимать факторы, влияющие на качество воды и здоровье экосистемы в меняющемся климате.
«Уникальная способность MEDUSA достигать труднодоступных мест и собирать водные изображения, образцы и метрики будет иметь неоценимое значение для экологии и водных исследований и может помочь нам понять местный климат в труднодоступных средах, таких как Арктика».
Следующий раунд испытаний будет включать в себя разработку метаморфических дронов ProteusDrone, меняющих форму, с международными партнерами из Empa.
