Поделиться
Мини-БПЛА научили летать в узких вентиляционных шахтах
Появилась новая разработка, благодаря которой беспилотники получили возможность перемещаться в замкнутом пространстве, например, в вентиляционных шахтах. До 2025 г. главная проблема заключалась в том, что дронам было сложно ориентироваться в пространстве, где все выглядит одинаково.
Адаптация к новой местности
Ученые из Франции предложили инновационное решение для инспекции труднодоступных вентиляционных каналов — использовать крошечные квадрокоптеры, способные летать в трубах диаметром всего 35 см, пишет New Atlason. У таких полетов есть несколько основных проблем: отсутствие визуальных ориентиров, полная темнота и турбулентность, вызванная отражением воздушных потоков от стен.
Французские ученые из Национального института исследований в информатике и автоматике (Inria), Национального центра научных исследований (CNRS), Университета Лотарингии и Университета Экс-Марсель смогли научить квадрокоптер ориентироваться и перемещаться внутри узких вентиляционных каналов зданий. Для этого они задействовали передовые технологии, включая искусственный интеллект (ИИ).
Команда ученых начала с анализа распределения воздушных потоков в зависимости от положения дрона. С помощью роботизированной руки и датчиков силы и момента они измерили нагрузку в сотнях точек внутри воздуховода. Результаты позволили составить подробную карту аэродинамических сил внутри круглых труб. Эта карта выявила зоны, где рециркуляционные потоки втягивают дрон к стенкам трубы, делая полет нестабильным, и наоборот — безопасные центральные участки, где силы взаимно уравновешиваются.
Для того чтобы квадрокоптер мог стабильно оставаться в оптимальной точке, он должен точно определять свое положение — а вентиляционные каналы обычно темные и не имеют визуальных ориентиров. Для решения этой задачи исследователи применили комбинацию миниатюрных лазеров и нейросети, обученной на данных систем захвата движения. Эта система позволяет дрону самостоятельно распознать свою позицию и удерживаться в зоне минимальных турбулентностей.
Полученные результаты открывают перспективы применения мини-дронов в сферах промышленной инспекции, мониторинга безопасности и обслуживания зданий. В августе 2025 г. исследование опубликовано в журнале npj Robotics. Следующим этапом станет создание практичных прототипов с полезной нагрузкой: камерами, тепловизорами и газовыми сенсорами. Благодаря чему устройство сможет выполнять полноценную инспекционную работу уже в 2026 г.
Востребованность функции
Промышленная вентиляция — это система воздухообмена, предназначенная для поддержания здоровых и безопасных условий труда на промышленных объектах. Она обеспечивает удаление загрязненного воздуха и подачу свежего, контролирует температуру и влажность, а также предотвращает накопление взрывоопасных или вредных веществ.
Диагностические мероприятия проводятся с определенной регулярностью, которая зависит от класса здания. Естественная и общеобменная вентиляция проверяется один раз в три года. Плановые проверки осуществляются раз в год. Если производственные процессы связаны с выделением едких паров и вредных веществ, то обследование проводится ежемесячно. Во всех остальных случаях первая проверка назначается не позднее двух лет после ввода объекта в эксплуатацию, и далее — один раз в 10 лет.
В 2025 г. вентиляционные шахты и воздуховоды широко распространены в современных зданиях и подземных сооружениях. Однако их регулярная инспекция остается сложной задачей. Узкие проходы, невозможность для человека проникнуть внутрь и отсутствие опорной поверхности делают обслуживание таких систем затруднительным, несмотря на важность контроля качества воздуха и работы систем отопления и кондиционирования.
Маленькие квадрокоптеры благодаря своей маневренности подходят для обследования как горизонтальных, так и вертикальных участков вентиляционных систем. Но в таких ограниченных пространствах возникает новая проблема: создаваемый ими поток воздуха рециркулирует внутри трубы и дестабилизирует сам дрон. В условиях, где нет места для ошибок, это делает полет крайне рискованным.
Короткая ссылка
