PercHug โดรนเกาะต้นไม้ที่มีแรงบันดาลใจจากตุ๊กแก

ปัจจุบันโดรนกลายเป็นอุปกรณ์สำคัญที่มีการใช้งานอยู่ทั่วไปในหลายสาขาอาชีพ จัดเป็นเครื่องมือสนับสนุนการทำงานที่มีประสิทธิภาพ แต่สำหรับท่านที่เคยควบคุมใช้งานโดรนย่อมทราบดีว่า โดรนเองก็มีข้อจำกัดในหลายด้าน หนึ่งในนั้นคือ การลงจอดแต่ละครั้งต้องอาศัยพื้นที่คล้ายกับอากาศยานจึงต้องการที่กว้างในการลงจอด

 

         แต่จะเป็นอย่างไรถ้าจากนี้โดรนสามารถทำการลงจอดบนเสาหรือต้นไม้ได้เหมือนกับสัตว์ปีก

 

 

การลงจอดโดรนที่ได้รับแรงบันดาลใจจากตุ๊กแก

 

         ผลงานนี้เป็นของทีมวิจัยจาก Swiss Federal Institute of Technology (EPFL) กับการออกแบบ PercHug โดรนชนิดใหม่ที่มีคุณสมบัติในการยึดเกาะพื้นที่แนวราบ เช่น ต้นไม้ เสา หรือราวต่างๆ ช่วยให้โดรนสามารถทำการลงจอดและบินขึ้นได้ทุกพื้นผิวโดยไม่ต้องอาศัยพื้นราบอีกต่อไป

 

         PercHug ได้รับการออกแบบโดยเฉพาะให้มีน้ำหนักรวมอยู่ที่ 550 กรัม ความกว้างจากปีกทั้งสองข้างอยู่ที่ 96 เซนติเมตร ผลิตจากวัสดุโพลีโพรพีลีนที่มีความทนทานสูงทั้งส่วนปีก กลางลำ ไปจนถึงหาง ในขณะที่ส่วนหัวไปจนถึงจมูกเครื่องจะมีความยืดหยุ่นเพื่อรองรับแรงกระแทก

 

         ขั้นตอนการลงจอดแนวตั้งเริ่มจากการชะลอความเร็วโดรนตามตำแหน่งที่กำหนด รอจนส่วนจมูกเครื่องพุ่งชนเข้ากับปลายทาง ตัวเครื่องจะเริ่มหมุนเพื่อเปลี่ยนทิศทางการบินจากแนวนอนมาเป็นแนวตั้ง ปีกจะโอบเข้าหาเพื่อเพิ่มพื้นที่ในการยึดเกาะพื้นผิวแล้วอาศัยหางเป็นศูนย์ถ่วงเพื่อให้เครื่องลงจอดอย่างมั่นคง

 

         กลไกหลักที่ทำให้การยึดเกาะนี้ประสบความสำเร็จคือตะขอที่ติดตั้งลงบนปีก เป็นแกนหลักในการยึดเกาะบนพื้นผิวเชิงระนาบป้องกันไม่ให้โดรนเคลื่อนไถลไปจากตำแหน่งที่กำหนด ช่วยให้โดรนสามารถลงจอดได้ในทุกสภาวะทั้งบนต้นไม้ หอคอย ไปจนนั่งร้าน

 

         แต่เชื่อว่าสิ่งแรกที่หลายท่านจะสังเกตเป็นอย่างแรกคือ ท่าลงจอดมีความใกล้เคียงตุ๊กแกหรือกิ้งก่ากำลังเกาะต้นไม้

 

 

สู่อนาคตที่โดรนจะเกาะอยู่ตามต้นไม้และเสาไฟฟ้า

 

         จริงอยู่ท่าลงจอดนี้อาจให้ความรู้สึกขบขันแก่ผู้พบเห็น แต่สำหรับเทคโนโลยีโดรนนี่จะช่วยยกระดับขีดความสามารถไปอีกขั้น เนื่องจากโดรนส่วนใหญ่มีระยะเวลาทำการบินค่อนข้างสั้น หากไม่ใช่โดรนทางการทหารมักมีระยะเวลาการใช้งานไม่เกิน 30 นาที หลังจากนั้นต้องหยุดพักเพื่อชาร์จราว 1 ชั่วโมง

 

         ด้วยเหตุนี้โดรนจึงเป็นอุปกรณ์ที่มีระยะเวลาปฏิบัติการค่อนข้างจำกัด อีกทั้งการรักษาระดับความสูงให้โดรนต้องอาศัยกำลังขับเคลื่อนในการบินประคอง โดรนจึงมักถูกใช้งานเป็นอุปกรณ์ตรวจสอบ สำรวจ และรวบรวมข้อมูลระยะสั้น ไม่สามารถใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานานได้

 

         แต่ด้วยระบบการลงจอดแนวดิ่งนี้เองช่วยให้ตัวเครื่องทำการลงจอดในหลายพื้นผิว ทั้งต้นไม้ กิ่งไม้ เสาไฟฟ้า หรือโครงสร้างที่เสียหาย โดรนจึงไม่ต้องเสียพลังงานในการบินและประคองตัวต่อเนื่องเพื่อรักษาตำแหน่งในพื้นที่สูง เพียงบินไปเกาะลงตำแหน่งที่เหมาะสมก็เพียงพอ

 

         กลไกนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของโดรนในหลายด้าน ทั้งการเก็บรวบรวมข้อมูลระยะยาว เฝ้าสังเกตพฤติกรรมสัตว์ป่า การตรวจสอบความเสียหายเชิงโครงสร้าง การรักษาความปลอดภัย ไปจนการค้นหาผู้รอดชีวิต ช่วยให้การสนับสนุนทางอากาศทำได้สะดวกยิ่งขึ้น

 

         นี่จึงถือเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยสนับสนุนและเพิ่มขีดความสามารถของโดรนเพิ่มขึ้นอีกมาก

 

 

         ปัจจุบัน PercHug ยังอยู่ในช่วงระหว่างการพัฒนา ยังคงมีข้อจำกัดเมื่อพื้นผิวที่ต้องการยึดเกาะมีขนาดใหญ่เกินไปและต้องอาศัยความชำนาญในการใช้งานสูง แต่ในอนาคตพวกเขาตั้งเป้าให้โดรนสามารถลงจอดบนพื้นผิวทุกรูปแบบ และสามารถบินย้ายตำแหน่งยึดเกาะอย่างไร้รอยต่อ เพื่อเพิ่มความคล่องตัวและอิสระในการใช้งานต่อไป

 

 

 

         ที่มา

 

         https://interestingengineering.com/innovation/epfl-avian-inspired-design-crash-perching-drones

 

         https://techxplore.com/news/2024-07-drones-wings-poles-tree-limbs.html

 

         https://www.nature.com/articles/s44172-024-00241-0