ابتكار جديد لتعزيز استقرار الطائرات المسيرة المصغرة

نجح باحثون من معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا ومعهد "سكولتيخ" في ابتكار خوارزمية جديدة لتعزيز استقرار الطائرات المسيرة المصغرة المزودة بأجنحة خفاقة.

واستلهم الباحثون مبدأ عمل هذه الطائرات من النحل ، ما يتيح للروبوت الحفاظ على توازنه حتى في ظل هبوب رياح قوية. ويمكن استخدام هذه الروبوتات في مسح الأنقاض أثناء حالات الطوارئ، والتلقيح الموجه للنباتات داخل المزارع المغلقة، إضافة إلى مهام المراقبة.

وأظهرت اختبارات النموذج الرقمي أن الخوارزمية الجديدة تتمتع بدرجة عالية من الاستقرار.

وأشار نيقولاي يفانوف، الأستاذ المشارك في قسم علوم الحاسوب والرياضيات الحاسوبية ورئيس الفريق البحثي، إلى أن الخطوة التالية تتمثل في تطوير نموذج أولي عملي حيث يمكن تصنيع نموذج أولي لطائرة مسيرة صغيرة خلال فترة تتراوح بين ستة أشهر وعدة سنوات.

ويوجد حاليا نموذج أولي مشابه طوره مصنعون صينيون، لكنه لا يتمتع بالاستقرار الكافي أثناء الطيران. كما لا تتوفر حتى الآن حلول أو مكونات جاهزة لهذا النوع من الطائرات.

وتتمثل أكبر العقبات في مصدر الطاقة، لأن البطاريات الحالية ثقيلة نسبيا، وربما يكون الحل في استخدام مصدر طاقة خارجي.

ويعد النحل الطنان من أكثر الحشرات قدرة على المناورة، إذ يستطيع التحليق في مكانه، والدوران في مساحة ضيقة للغاية، والانقلاب، وتغيير اتجاهه بسرعة كبيرة. ويعود ذلك إلى ديناميكا الهواء الدوامية، حيث تولد كل رفرفة للجناحين دوامات هوائية توفر قوة الرفع اللازمة للطيران.

ويتميز الطيران بالأجنحة الخفاقة بأنه غير مستقر بطبيعته، إلا أن الجهاز العصبي للنحلة يعالج في الوقت الفعلي المعلومات الواردة من العينين وقرون الاستشعار والجهاز المسؤول عن التوازن، ثم يعدل حركة الأجنحة باستمرار للحفاظ على الاستقرار. أما عند محاكاة هذا الأسلوب في الروبوتات، فإنها تفقد توازنها حتى في الرياح الخفيفة.

وتمكن الباحثون من تطوير خوارزمية جديدة لتثبيت الروبوتات الطائرة الصغيرة ذات الأجنحة الخفاقة، إلى جانب بيئة محاكاة حاسوبية تتيح اختبار أنظمة التحكم المختلفة في ظروف تدفق هوائي مضطرب.