Kanadalı robotik uzmanları, robotların duvar ve tavan gibi yüzeylere tutunmasını sağlayan mikro dikenleri çok daha zorlu bir alanda kullanıyor: buzdağları. Ice Dart adlı drone, tıpkı bir örümcek gibi buzdağları ve buzullar gibi dik ve kaygan yüzeylere inip tutunabiliyor. Arktik bölgesindeki faaliyetlerin artmasıyla birlikte bu yetenek giderek daha önemli hale geliyor. Drone, özel ekipman olmadan çoğu insanın tırmanmasının imkansız olduğu nereyse 60 derecelik buzlu yamaçlara bile tutunabiliyor.
Araştırmacılar yakın zamanda yayımladıkları bir çalışmada, sert inişin darbesini emen ve uçağı buza nüfuz eden minik dikenlerle yerinde tutan özel bir iniş takımı ile Ice Dart drone'u nasıl geliştirdiklerini anlattı. IEEE Transactions on Field Robotics dergisinde yayımlanan çalışma, Ice Dart'ın güneydoğu İzlanda'daki buzdağlarına ve bir buzula nasıl indiğini detaylandırıyor.
Testler, buzdağlarıyla dolu bir lagüne dökülen Fjallsjökull buzulu boyunca, sürekli rüzgarlar ve 0 ila 10 °C arasındaki sıcaklıklarda gerçekleştirildi. Drone, saatte 30 kilometre rüzgar hızında bile saniyede 3 metreye varan hızlarda ve 58 dereceye varan yamaçlarda yüzde 100 başarı oranıyla tüneyebildi.
Araştırmacıları bu çalışmaya iten temel motivasyon, drone'ların dünyada neredeyse her yere inebilmesini sağlamaktı. Çünkü güvenli iniş alanlarının kısıtlı olması, drone'ların nerede ve nasıl çalışabileceğini belirleyen en büyük engellerden biri. Ekip daha önce hızlı hareket eden kamyonların, römorkların, teknelerin ve dik çatıların üzerine inebilen drone'lar geliştirmişti.
Konuyla ilgili açıklamada bulunan ve çalışmanın ortak yazarlarından olan Kanada'nın Quebec eyaletindeki Sherbrooke Üniversitesi mühendislik profesörü Alexis Lussier Desbiens, "Havada asılı kalmak yerine inebilme yeteneği, drone'ların sahada kullanım şeklini kökten değiştirebilir" dedi. Desbiens, "Bir drone indikten sonra enerji tüketimi dramatik şekilde düşüyor ve bu da küçük bir hava aracıyla çok daha uzun gözlem süreleri sağlıyor. Drone ayrıca tamamen sessiz hale geliyor ve ana dahili sistemlerini kapatarak termal ve radyo frekansı izini azaltabilir veya tamamen ortadan kaldırabilir" diye ekledi.
Buzdağlarına özellikle iniş yapabilmek, drone'ların onları günlerce veya aylarca izlemesine olanak tanıyor. Bu durum, hızlı bir hava gözetleme görevine kıyasla çok daha detaylı gözlem imkanı sunuyor. Araştırmacılara göre bu teknoloji, helikopter kullanımı, bırakılan ölçüm aletleri veya dart benzeri takip cihazları gibi yöntemlere kıyasla buzdağı takibini kolaylaştırabilir ve uydu ile gemi tabanlı buzdağı tespit sistemlerine ek bir veri katmanı sağlayabilir. Ayrıca başka türlü takip edilemeyen buzdağlarını izleme imkanı da sunabiliyor.
Karbon fiber konstrüksiyona sahip Ice Dart drone'u sadece 2,65 kilogram ağırlığında ve gövdesine bir pivot eklemle bağlanmış, X şeklinde düzenlenmiş dört bacağı bulunuyor. Ekip tarafından önceki drone araştırmalarında da kullanılan bu iniş takımı, darbeyi azaltmak için enerjiyi dağıtıyor ve birden fazla mühendislik zorluğunun üstesinden geliyor. Sürtünme amortisörleri, darbe anında bacaklar yukarı aşağı hareket ederken sürtünme torku üreten 38 diskten oluşuyor. Bu sistem, insansız hava aracının ağırlık merkezini düşürüyor ve inişin kinetik enerjisini yaymaya yardımcı oluyor.
Asıl mühendislik harikası ise her ayakta bulunan iki adet geri çekilebilir dikende gizli; biri yokuş yukarı, diğeri yokuş aşağı tutunma için tasarlanmış. Daha büyük diken, daha fazla yük binen yokuş aşağı ayaklarda devreye girerken; daha küçük ve ince diken, dik yamaçlarda çok düşük yüklerde bile yokuş yukarı ayaklarda daha kolay tutunuyor. Dikenler, süspansiyon sıkıştığında buza nüfuz ederek tutuş sağlıyor ve yüksek darbe kuvvetlerinden korunuyor.
Çalışmanın baş yazarı ve Sherbrooke Üniversitesi'nde mekanik ve robotik mühendisliği alanında doktora sonrası araştırmacı olan Isaac Tunney, "Ayaklardaki geri çekilebilir dikenler için ilhamı, kedi pençelerine ve sadece ihtiyaç duyulduğunda devreye girme yeteneklerine bakarak bulduk" dedi. Tunney, "Drone'un yönü, yüzeyin geometrisi veya buzun koşulları ne olursa olsun, dikenleri doğru anda buza doğal ve pasif bir şekilde sokacak ayaklar yaratmak istedim" sözlerini ekledi.
İskoçya'nın Aberdeen kentindeki Aberdeen Üniversitesi'nde Arktik buzulları, kar ve deniz buzu ile uzaktan algılama ve makine öğrenimi teknikleri üzerine çalışan araştırmacı William D. Harcourt ise bu çalışmaya dahil olmamasına rağmen teknolojinin potansiyel uygulamalarını ilgiyle karşılıyor.
Harcourt, "Gelgit buzullarının ön kısımlarına yakın bölgelerde, bu sistemler gerilme-şekil değiştirme ölçümlerini mümkün kılabilir ve buzul kopma süreçlerini anlamamıza yardımcı olabilir" dedi. Harcourt, "Drone'lar mobil bir GPS olarak kullanılabilir ve kelimenin tam anlamıyla buzun üzerinde bir alıcı görevi görebilir. Ancak 3 boyutlu değişim ölçümleri genellikle antenin yatay olmasını gerektirdiğinden, sistemin eğilme sorunlarını çözmesi gerekecek. Bu sorunlar çözülebilirse, buzdağı hareketlerini takip etmek için kullanılabilir" diye konuştu.
Araştırmacılar, Ice Dart teknolojisini otonom iniş alanı seçimi ve bir buzdağın devrilmesi ya da parçalanması durumunda kullanılabilecek acil durum kalkış yeteneği gibi gerçek dünya uygulamaları için geliştirmeye devam etmek istiyor. Bu Ağustos ayında drone, buzdağlarına inmek, veri toplamak ve gemi tabanlı buzdağı tespit sistemlerini doğrulamak için bir Kanada Arktik görevinde kullanılacak.
