Продолжительность работы дронов напрямую зависит от ёмкости аккумулятора и массы устройства. Чем легче аппарат, тем сложнее удерживать его в воздухе длительное время из-за физических ограничений. Однако решение этой задачи подсказала сама природа. Механика полёта насекомых и парение семян растений стали источником вдохновения для инженеров, создающих сверхлёгкие летательные аппараты.

Одним из таких примеров стала разработка учёных из Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD). Их проект монокоптера, вдохновлённого аэродинамикой крылаток — семян клёна, установил рекорд по длительности полёта при минимальных энергозатратах.

От тяжёлых прототипов к сверхлёгкому рекордсмену

Изначально исследователи поставили цель — создать дрон, способный находиться в воздухе не менее 50 минут. Первый прототип достиг этой планки, но оказался слишком тяжёлым для практического применения. Это заставило команду сменить приоритеты и сосредоточиться на снижении массы конструкции без потери времени полёта.

Ключом к решению стала аэродинамика семян клёна, которые способны долго планировать в воздухе, используя минимальные потоки. Такой природный дизайн позволил удерживать аппарат в полёте с крайне низким расходом энергии.

Технические характеристики и рекорд

• Масса монокоптера — всего 32 грамма

• Конструкция — одно крыло с пропеллером

• Мощность в пересчёте на массу — 9,1 г/Вт (мировой рекорд среди сверхлёгких дронов)

• Время полёта — 26 минут

Двигатель располагается так, что крыло вращается по спирали вокруг центра массы, создавая подъёмную силу. Благодаря этому монокоптер способен парить даже в условиях полного отсутствия ветра.

Роль искусственного интеллекта в разработке

Проект разрабатывался методом пошаговой оптимизации, где каждая новая итерация учитывала результаты предыдущих тестов. Искусственный интеллект помог ускорить процесс и подобрать оптимальную форму и баланс устройства, сократив время проектирования.

Возможные области применения

Сверхлёгкие монокоптеры могут использоваться как доступная и многоразовая платформа для:

• мониторинга погоды и климата;

• экологических исследований;

• сбора данных в труднодоступных районах;

• доставки небольших грузов.

Благодаря рекордной энергоэффективности такие аппараты могут заменить более тяжёлые и дорогие дроны там, где нет необходимости в большой грузоподъёмности.