Исследователи из Института интеллектуальных систем Общества Макса Планка в Тюбингене и Штутгартского университета представили уникального робота Floaty. В отличие от традиционных беспилотников, этот аппарат не использует пропеллеры для создания тяги, а держится в воздухе исключительно за счет использования восходящих потоков, подобно птицам.
Разработка имитирует природные механизмы полета: робот динамически меняет конфигурацию своего «оперения», перераспределяя сопротивление воздуха. Это позволяет ему не только эффективно зависать, но и совершать маневры при экстремально низком энергопотреблении.
Конструкция Floaty включает четыре независимые управляемые створки, расположенные в верхней части корпуса. Изменяя их положение, система регулирует эффективную площадь обтекания, контролируя подъемную силу, крен, тангаж и рыскание. В основе управления лежит специализированная аэродинамическая модель, которая позволяет аппарату стабилизироваться в условиях шести степеней свободы, используя внешнюю энергию потока для удержания высоты.
Одной из сложнейших задач стала стабилизация конструкции. Инженеры сместили центр масс на 7 см ниже плоскости створок, а сами элементы конструкции изогнули под углом 42,5°. В ходе тестов в вертикальной аэродинамической трубе диаметром 1,2 метра робот уверенно парил при скорости потока от 8 до 11 м/с. Для контроля положения использовалась высокоточная система OptiTrack с частотой обновления данных 200 Гц.
При массе 340 граммов Floaty продемонстрировал впечатляющую устойчивость к внешним воздействиям, сохраняя стабильность при боковых порывах ветра до 4 м/с. Благодаря двум LiPo-аккумуляторам емкостью 250 мА·ч, аппарат способен находиться в воздухе около 33 минут. Удельное энергопотребление составляет примерно 10 Вт/кг, что на порядок ниже показателей обычных мультикоптеров, требующих 100–250 Вт/кг для зависания.
Потенциальные сферы применения технологии включают инспекцию промышленных объектов, таких как высокие дымовые трубы с мощными восходящими потоками, управление метеорологическим оборудованием и даже корректировку траектории ракет при входе в плотные слои атмосферы. В дальнейшем инженеры планируют создать гибридные системы, сочетающие пассивное парение с активными двигательными установками.
