В академии «Калашников» создали перчатку тактильной связи с БЛА

Обучающаяся проектного профиля «КосмоБио» академии «Калашников» Софья Кузнецова разработала прототип системы тактильной обратной связи для повышения эффективности пилотирования БЛА. Толчком к созданию устройства послужила проблема дефицита сенсорной информации, получаемой оператором БЛА в ходе полета.

«Разработка может войти в состав снаряжения операторов БЛА, как мультироторного, так и самолётного типа. На наш взгляд, система хорошо подойдёт испытателям, ежедневно тестирующим беспилотники в сложных метеоусловиях, при воздействии средств РЭБ и в рамках выполнения нестандартных задач. Использование тактильного канала связи не только повысит уровень информированности оператора о поведении дрона, но и может стать ключом к совершенно новым методам пилотирования и эксплуатации беспилотных систем»

Юрий Караваев

профессор кафедры «Мехатронные системы» ИжГТУ имени. М.Т. Калашникова

Отметим, что себестоимость уникальной для России разработки в разы ниже стоимости зарубежных аналогов – около 4000 рублей против порядка 1000 долларов США. Наставником проекта выступила студентка Института естественных наук Удмуртского государственного университета Софья Абрамова.

Как это работает

Система состоит из двух модулей. Один из них – передающий, устанавливается непосредственно на БЛА, другой – принимающий, крепится на кисть руки оператора и соединяется с перчаткой, оснащенной вибромоторами.

Конструкция передающего модуля состоит из микроконтроллера Arduino Nano с загруженной в него программой сбора и передачи данных, собранных с помощью 6-осевого инерциального измерительного модуля, объединяющего в себе гироскоп и акселерометр. Передача данных ведется с помощью радиоканала на частоте от 433,4 МГц до 473 МГц. Питание модуля осуществляется непосредственно от БЛА-носителя.

Принимающее устройство имеет аналогичную структуру: радиомодуль для приема информации, а также микроконтроллер Arduino Nano с программой обработки данных. Ключевым элементом данной системы является перчатка с четырьмя вибромоторами, расположенными в один ряд на тыльной стороне ладони.

Принцип действия системы прост: при изменении крена влево или вправо от горизонта включается один из крайних виборомоторов, при изменении тангажа включается один из моторов, расположенных в середине ряда. Тем самым, оператор получает возможность «чувствовать» свою машину, словно он находится на ее борту.

Сфера применения

При дистанционном управлении оператор БЛА лишается естественного контакта с пилотируемым устройством и окружающей его средой. Кроме того, визуальный и аудиальный каналы связи не всегда обеспечивают полную осведомленность, особенно в условиях ограниченной видимости, воздействия внешних факторов и необходимости оперативного реагирования на нештатные ситуации. Все это приводит к ошибкам в пилотировании, росту аварийности и снижению эффективности применения беспилотных средств.

Тактильная обратная связь способна компенсировать эти ограничения, передавая критически важные данные через канал, менее подверженный информационной перегрузке. Разработанное Софьей устройство передает информацию о состоянии и поведении летательного аппарата на тактильный канал, что позволяет оператору получать данные интуитивно, непрерывно и не отвлекаясь от визуального контроля полета.

Данная система может найти широкое применение сразу в нескольких сферах:

• МЧС и поисково-спасательные отряды;

• топливно-энергетический сектор;

• лесное хозяйство и природопользование;

• спорт и учебные центры для операторов БЛА.

Стоит отметить, что сегодня на рынке отсутствуют прямые аналоги данного проекта. Близкими разработками можно считать устройство Neosensory Buzz и тактильный жилет с модулями виброотклика, созданные Дэвидом Иглманом и Скоттом Новичем. Однако, они представляют собой системы преобразования звука для людей с нарушением слуха и не применяются в беспилотной авиации, а также имеют высокую стоимость – около 1000 долларов США. Себестоимость прототипа, созданного слушательницей академии «Калашников», составляет около 4000 рублей за счет применения распространенных комплектующих, ПО с открытым исходным кодом и использования технологии 3D-печати.