Исследователи оснастили миниатюрный дрон усами, которые помогают ему ориентироваться рядом с препятствиями. Как пишет Wired, конструкция состоит из двух никель-титановых проволок диаметром 0,4 миллиметра — примерно с толщину четырёх листов бумаги. Каждая проволока достигает почти 20 сантиметров в длину, то есть превосходит размеры самого дрона.
У основания каждого «уса» установлены три небольших датчика давления. Они фиксируют изгиб проволоки, а бортовой микроконтроллер по этим данным рассчитывает расстояние до ближайшего препятствия и положение аппарата относительно него. Все необходимые вычисления выполняются непосредственно на борту, без подключения внешнего компьютера.
Подбор положения проволок оказался отдельной задачей. Даже лёгкие и тонкие выступы влияют на устойчивость летательного аппарата, а при движении вдоль стены сопротивление может развернуть дрон и привести к падению. Поэтому специалисты проверили шесть вариантов угла установки на трёх скоростях, проведя в общей сложности 72 полёта.
Наиболее стабильные результаты аппарат показал при размещении усов под углами 30, 45 и 60 градусов. В итоге исследователи выбрали угол 45 градусов: при нём отклонение ориентации дрона было минимальным. Вариант с углом 60 градусов дополнительно ограничивал дальность обнаружения препятствий впереди.
Обработка сигналов от датчиков также потребовала доработки. Система должна была отличать настоящий контакт с преградой от помех, вызванных, например, вибрацией пропеллеров. Даже после фильтрации таких шумов около 38% обнаружений оставались ложными.
Причиной оказался дрейф показаний, при котором значения датчиков постепенно смещаются со временем. Для его устранения команда разработала алгоритм, оценивающий изменение дрейфа прямо во время полёта по данным, полученным в моменты отсутствия контакта с препятствиями. Совместное применение алгоритма и фильтра позволило, по данным исследователей, снизить долю ложных срабатываний до нуля.