Ice Dart klorer seg fast på 60 graders isvegg

Ice Dart er en firerotors drone fra Université de Sherbrooke i Quebec, og ifølge New Atlas den første dronen som klarer å parkere seg fast på isvegger med opptil 60 graders helling. Hele farkosten veier 2,65 kilo og kan treffe isen med opptil 3 meter i sekundet uten å sprette av.

Problemet: is er nesten umulig å lande på

Kjernen i saken er noe de fleste som har fløyet i høyfjellet kjenner på: det finnes knapt et trygt landingspunkt i de mest krevende miljøene. Ifølge New Atlas begynner vanlige droner med gummiføtter å miste grepet allerede på ni graders helling. Og jo brattere det blir, jo mindre av dronens egen vekt presser den ned mot underlaget. På en 60 graders vegg holder tyngdekraften bare igjen med halvparten av den normale kraften.

Resultatet er at dronen enten må sveve, med batteriforbruket det medfører, eller holde seg unna. Forskningsartikkelen bak Ice Dart er publisert i IEEE Transactions on Field Robotics, og der beskrives dronen som den første som kan sitte fast på så bratt is og holde posisjonen.

Kattens klør som designprinsipp

Løsningen er hentet rett fra biologien. Isaac Tunney, postdoktor i maskin- og robotikkteknikk ved Université de Sherbrooke og førsteforfatter på studien, forklarer det slik til New Atlas (oversatt fra engelsk):

«Inspirasjonen til de uttrekkbare piggene i føttene kom fra å se på kattens klør og deres evne til å bare felles ut når det er nødvendig. Jeg ville lage føtter som naturlig og passivt fester piggene i isen på riktig tidspunkt, uavhengig av dronens orientering, overflategeometrien eller isforholdene.»

Nøkkelordet der er passivt. Det er ingen sensor eller algoritme som bestemmer når piggene skal ut. Ifølge kilden har hver av de fire karbonfiberbeina, montert i et X-mønster, en fot med to fjærbelastede pigger som peker i motsatt retning. Lander dronen med nesen oppover, griper den ene piggen. Lander den med nesen nedover, tar den andre jobben. Fjernpiloten trenger dermed ikke å regne ut den perfekte innflygingsvinkelen.

38 friksjonsskiver hindrer sprett

Den andre halvparten av oppskriften er landingsstellet. Ifølge New Atlas består det av 38 friksjonsskiver som tar opp støtet i det dronen treffer isen. Poenget er å unngå at farkosten spretter, for et sprett på en bratt isvegg betyr at piggene aldri får bitt, og at dronen i praksis begynner å skli eller falle.

Med en landingshastighet på opptil 3 meter i sekundet snakker vi ikke om en forsiktig, kontrollert berøring, men om noe som ligner mer på en kontrollert kollisjon. Det er en interessant designfilosofi: i stedet for å gjøre landingen mykere, har forskerne gjort dronen bedre til å tåle en hard landing.

Perching: dronen som blir en sensor

Ice Dart er en del av en større retning innen robotikk som kalles perching, altså evnen til å sette seg fast på en overflate slik fugler, insekter og gekkoer gjør. Gevinsten er åpenbar for alle som har sett batteriindikatoren falle mens dronen står stille i luften: en drone som lander, kan slå av rotorene og fungere som en fast sensor så lenge oppdraget krever.

Ifølge New Atlas finnes det allerede forskningsdroner som griper tregreiner, klorer seg til ru vegger og til og med fester seg på kjøretøy i bevegelse. Bratt og uforutsigbar breis har vært en av de siste festningene som ikke har falt. Dette er samme tankegang som ligger bak robotfalken som skal mestre vind: å hente løsninger fra dyreriket når mekanikken kommer til kort.

Min vurdering

Etter min vurdering er det den passive mekanikken som gjør Ice Dart interessant, ikke isen i seg selv. To pigger som peker motsatt vei, uten sensorer eller styring, løser et problem som ellers krever presis flyging under dårlige forhold. Det er robust ingeniørkunst. Samtidig er 2,65 kilo mye for en firerotors drone med fire karbonfiberbein og 38 friksjonsskiver, og vekten spiser nyttelast og flytid. Dette er en forskningsplattform, ikke et produkt, og det er landingsstellet, ikke dronen, som til slutt kan ende opp på kommersielle maskiner.

Norsk kontekst

Ice Dart har ingen direkte norske konsekvenser i dag. Det er en forskningsprototype fra et kanadisk universitet, den selges ikke, og det finnes ingen pris eller forhandler å sjekke. Skal du sammenligne priser på droner som faktisk er i handelen, er prisjakt.no stedet.

Men behovet er norsk nok. Isbreovervåkning, snø- og skredmålinger, forskning på Svalbard og inspeksjon i bratt terreng er alle oppdrag der landingspunkter er mangelvare og hvor svevetiden setter grensen for hva som er mulig. En drone som kan sette seg fast og logge data i timer i stedet for minutter, endrer regnestykket for slike oppdrag betydelig.

Regelverksmessig er dette ikke ukomplisert. Perching i bratt terreng utenfor synsrekkevidde havner raskt i spesifikk kategori, med SORA-vurdering og krav som må avklares med Luftfartstilsynet. Vi ser samtidig at spesialiserte sensorplattformer allerede er på vei inn i offentlig datainnsamling, blant annet gjennom værdroner i varslingstjenester. Teknologien i Ice Dart hører hjemme i den samme utviklingen.

Artikkelen er laget med KI-støtte basert på kildene over, og publisert under redaksjonelt ansvar av Frode Friestad, Droneavisa.