Стэндфордские учёные разработали летающего робота, оборудованного комплектом пропеллеров и напечатанными на 3D-принтере птичьими лапами. Название SNAG расшифровывается как «stereotyped nature-inspired aerial grasper», что отражает ключевую инновацию устройства – позаимствованный у птиц концепт хватательного механизма.
За миллионы лет эволюции птицы мастерски овладели навыком полёта, однако в рамках исследования учёных куда больше заинтересовала их способность приземляться на ветки любой формы, размера и текстуры, а также взлетать с них. Хотя летающие роботы уже во всю покоряют небесные просторы, приземление и взлёт нередко даются им с трудом. Традиционные коптеры «боятся» неровных поверхностей, и уж тем более им неподвластны узкие, извилистые ветки. По словам одного из авторов исследования Дэвида Лентинка, главным вдохновением для его команды стала возможность использовать любую поверхность в качестве посадочной полосы.
Учёные провели несколько лет изучая морфофизиологические механизмы, которые позволяют птицам садиться на ветки и не дают им падать. Конечное технологическое решение позволяет использовать как можно меньше вычислительной мощности контрольной панели робота, чтобы в будущем SNAG мог обзавестись дополнительным исследовательским оборудованием. Квадрокоптер весом около 680 граммов оборудован птичьими лапами, смоделированными по образу и подобию сапсанов. Они представляют собой комплекс напечатанных на 3D-принтере пластиковых «костей», которые двигаются при помощи приводов и лески, выполняющих функции мышц и сухожилий. Когда птица садится на ветку, её пальцы смыкаются под действием веса тела. Учёные постарались воспроизвести подобный механизм в робоногах SNAG: сила столкновения робота с поверхностью автоматически преобразуется в силу хватательного движения. Спустя 20 миллисекунд после приземления лодыжки «робоцыпа» блокируются, и акселерометр на правой лапе запускает стабилизирующий алгоритм.
Исследователи протестировали SNAG как в лабораторных условиях, так и в настоящем лесу, заставляя робота приземляться на самые разнообразные поверхности и ветки. Кроме того, инженеры обнаружили, что робот может ловить и удерживать объекты, масса которых в 10 раз больше его собственного веса. По словам Джорджа Дворски, главным недостатком SNAG пока остаётся отсутствие автономной навигации: как полёт, так и приземление или хватательные движения полностью контролируются пилотом. Однако Дворски и его коллеги уже работают над алгоритмом, который позволит роботу автоматически идентифицировать поверхность или ветки, на ходу формулировать схему посадки и самостоятельно приземляться.