Софья Кузнецова, ученица академии «Калашников», представила уникальный прототип системы тактильной обратной связи для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), что значительно повышает эффективность их пилотирования. Инновационная разработка, стоимость которой составляет всего 4000 рублей, в разы дешевле зарубежных аналогов, цена которых достигает 1000 долларов США. Подробности об этом проекте можно найти на сайте OpenDubna.Ru.
Наставником этого проекта стала студентка Института естественных наук Удмуртского государственного университета, Софья Абрамова. Идея создания устройства возникла из-за проблемы недостатка сенсорной информации, которую оператор БПЛА теряет во время полета. При дистанционном управлении отсутствует естественный контакт с управляемым устройством и окружающей средой. При этом визуальные и звуковые каналы связи не всегда дают полную картину, особенно в условиях ограниченной видимости и внешних воздействий, что может приводить к ошибкам при пилотировании, увеличивать количество инцидентов и снижать эффективность использования беспилотников.
Система тактильной обратной связи, разработанная Софьей, направлена на решение этих проблем, передавая критически важные данные через менее загруженный информацией канал. Устройство передает информацию о состоянии и поведении летательного аппарата на тактильный канал, что позволяет оператору получать данные интуитивно, не отвлекаясь от визуального контроля полета.
Конструкция системы состоит из двух модулей: передающего, который устанавливается на БПЛА, и принимающего, который крепится на кисть оператора и соединяется с перчаткой, оснащенной вибромоторами. Передающий модуль включает в себя микроконтроллер Arduino Nano с программой для сбора и передачи данных, собранных с помощью 6-осевого инерциального измерительного модуля с гироскопом и акселерометром. Передача данных осуществляется по радиоканалу на частотах от 433,4 до 473 МГц, а питание модуля осуществляется от самого БЛА.
Принимающее устройство функционирует аналогично: оно включает радиомодуль для приема информации и микроконтроллер Arduino Nano для обработки данных. Ключевым элементом системы является перчатка, на тыльной стороне ладони которой находятся четыре вибромотора. Принцип работы системы прост: при изменении крена влево или вправо срабатывает один из крайних вибромоторов, а при изменении тангажа - один из центральных. Это позволяет оператору «чувствовать» поведение своего аппарата, как если бы он находился на его борту.
Стоит отметить, что на рынке аналогов данной разработки нет. Ближайшими по функционалу можно считать устройство Neosensory Buzz и тактильный жилет, созданный Дэвидом Иглманом и Скоттом Новичем, однако они предназначены для людей с нарушениями слуха и не используются в беспилотной авиации. К тому же их стоимость составляет около 1000 долларов США. В отличие от них, стоимость прототипа Софьи составляет всего 4000 рублей благодаря использованию распространенных комплектующих, программного обеспечения с открытым исходным кодом и технологии 3D-печати.
Разработка, созданная юным конструктором, обещает широкое применение в различных областях. «Это устройство может быть интегрировано в снаряжение операторов БЛА, как мультироторных, так и самолетного типа. Мы считаем, что система будет полезна испытателям, которые ежедневно работают с беспилотниками в сложных метеоусловиях, под воздействием средств радиоэлектронной борьбы и в рамках выполнения нестандартных задач. Применение тактильного канала связи не только повысит уровень информированности оператора о поведении дрона, но и может привести к новым методам пилотирования и эксплуатации беспилотных систем», – подчеркивает профессор кафедры «Мехатронные системы» ИжГТУ имени М.Т. Калашникова Юрий Караваев.
Справка: Академия «Калашников» – это юношеский технопарк в Ижевске, который предлагает обучение по шести направлениям инженерного профиля. Здесь бесплатно занимаются школьники в возрасте от 13 до 18 лет, знакомясь с основами технических профессий и развивая практические навыки. Академия была официально открыта в 2019 году во время визита президента России Владимира Путина в Ижевск на концерн "Калашников".