Американські інженери розробили орнітоптер, що використовує в польоті руху крил, схожі на ті, які застосовують колібрі. Одна з особливостей робота полягає в тому, що він може виявляти зіткнення з перешкодами або наближення до підлоги завдяки зміні сили струму в електродвигунах, що приводять у рух крила. Інженери описали розробку в трьох статтях (1, 2, 3), які будуть представлені на конференції ICRA 2019.
Колібрі відомі своєю технікою польоту, що дозволяє їм здійснювати маневри, недоступні багатьом іншим птахам. Наприклад, вони здатні зависати на місці, а також рухатися вгору, вниз або навіть назад. Під час польоту крило колібрі постійно знаходиться в розправленому положенні і описує в повітрі вісімку під час кожного циклу. Завдяки повороту площини крила воно виробляє підйомну силу при русі як вперед, так і назад.
Синьянь День (Xinyan Deng) і її колеги з Університету Пердью створили робота, що використовує в польоті схожий механізм, а також здатного відстежувати навколишню обстановку за допомогою двигунів без додаткових датчиків. Робот має симетричний корпус з двома електродвигунами постійного струму. Кожен двигун пов'язаний з верхньою жорсткою балкою, на якій закріплено м'яке полімерне крило. Під час польоту крила робота здійснюють коливання на частоті 34 герци, що можна порівняти з частотою помахів крил справжніх колібрі.
Інженери продемонстрували як махолет може зависати в повітрі і переміщатися в потрібну точку. Крім того, вони показали, як конструкція і алгоритми робота дозволяють йому справлятися з нештатними ситуаціями. Наприклад, на демонстраційному відео можна бачити, як робот здійснює стабільний політ при різній довжині крил і навіть при руйнуванні кінця крила прямо в польоті.
Головна особливість робота полягає в механізмі відстеження навколишнього обстановки за допомогою електродвигунів. Для цього розробники створили алгоритм, який відстежує струм, що споживається двигунами. На підставі цього орнітоптер може визначати близькість до підлоги завдяки додатковій підйомній силі через екранний ефект. За допомогою цього алгоритму інженери навчили робота літати на одній висоті незалежно від рельєфу. Крім того, він здатний виявляти зіткнення з перешкодою і його приблизне розташування щодо корпусу, відстежуючи співвідношення струму на обох двигунах і його різку зміну на одному з них.
У нинішній реалізації робот отримує енергію і команди через дріт, а його положення відстежується за допомогою зовнішніх камер та інфрачервоних маркерів. У той же час інженери відзначають, що під час випробувань робот піднімав у повітря вантаж з масою, що перевищує його власну, тому його в перспективі можна буде оснастити і для автономного польоту, додавши відповідне обладнання.
Торік нідерландські інженери створили схожий махолет, здатний літати автономно, але він має іншу конструкцію крил. На кожній стороні робота розташовується по дві пари крил, що приводяться в рух одним мотором, а також додатковими моторами для коригування руху. Використовуючи ці механізми орнітоптер може керувати своїм рухом навколо трьох осей і виконувати досить складні маневри, такі як переворот у польоті. Експерименти з роботом дозволили підтвердити гіпотезу, що пояснює механізм, який дрозофіли і деякі інші комахи застосовують для різких поворотів.