SMP membuat drone baru yang lebih efisien, serbaguna

Cooper Taylor baru berusia 17 tahun, tetapi dia sudah berusaha merevolusi industri drone.

Taylor telah menghabiskan tahun lalu mengoptimalkan jenis drone yang lebih banyak digunakan di bidang pertanian, bantuan bencana, konservasi satwa liar, upaya pencarian dan penyelamatan, dan pengiriman medis.

Desainnya membuat drone lebih efisien, dapat disesuaikan, dan lebih murah untuk dibangun, katanya. Dia membangun enam prototipe di mana dia mencetak 3D setiap perangkat keras, memprogram perangkat lunak, dan bahkan menyolder papan sirkuit kontrol.

Dia mengatakan membangun drone-nya berharga seperlima harga membeli mesin yang sebanding, yang dijual seharga beberapa ribu dolar.

Taylor mengatakan kepada Business Insider bahwa ia berharap “jika Anda seorang responden pertama atau peneliti atau pemecah masalah sehari -hari, Anda dapat memiliki akses ke drone jenis ini.”

Inovasinya memenangkan beasiswa $ 8.000 pada bulan April di Simposium Sains dan Humaniora Junior, yang didanai oleh Departemen Pertahanan. Kemudian, pada 16 Mei, ia menerima beasiswa yang lebih besar sebesar $ 15.000 dari Angkatan Laut AS, yang ia menangkan setelah mempresentasikan penelitiannya di Regeneron International Science and Engineering Fair.

“Pada akhirnya memiliki orang -orang dalam karier STEM adalah masalah keamanan nasional,” Winnie Boyle, direktur senior kompetisi di National Science Teaching Association, yang mengelola JSHS, mengatakan kepada BI.

Meskipun sebagian besar siswa yang bersaing tidak akan berakhir bekerja di militer, dia menambahkan, “Kami sebagai masyarakat akan tetap mendapat manfaat dari penelitian yang mereka lakukan.”

Drone yang memadukan pesawat dan helikopter

Semuanya dimulai ketika adik perempuan Taylor mendapat drone, dan dia kecewa melihat bahwa itu hanya bisa terbang selama sekitar 30 menit sebelum kehabisan listrik.

Dia melakukan riset dan menemukan bahwa drone lepas landas dan pendaratan vertikal (VTOL) akan bertahan lebih lama. Jenis drone ini menggabungkan gaya helikopter multi-rotor dengan sayap tetap dari pesawat terbang, membuatnya sangat fleksibel. Itu terangkat sebagai helikopter, kemudian transisi ke mode pesawat. Dengan begitu bisa terbang lebih jauh dari rotor saja yang bisa mengambilnya, yang merupakan kelemahan dari drone saudara perempuan Taylor. Tidak seperti drone bergaya pesawat, tidak membutuhkan landasan pacu dan dapat melayang dengan rotor helikopternya.

Masalahnya adalah drone VTOL sangat mahal. Namun, ketika Taylor belajar lebih banyak tentang mereka, dia menyadari bahwa dia dapat meningkatkan inefisiensi kunci dan mungkin secara drastis mengurangi biaya mereka.

Drone VTOL menggunakan rotor gaya helikopter untuk terangkat langsung dari tanah, tetapi begitu mengudara, motor yang menjalankan rotor itu mati dan drone beralih ke motor gaya pesawat untuk bepergian secara horizontal.

Motor adalah beberapa bagian paling mahal dari drone, kata Taylor, jadi memiliki beberapa motor yang menganggur selama penerbangan adalah “buang -buang biaya besar dan banyak energi.”

Dia ingin menyelesaikan masalah ini dengan merancang motor yang bisa memulai gaya helikopter untuk lepas landas, lalu miring kembali untuk menjadi motor gaya pesawat.

Itu bukan konsep baru. Perusahaan Aerospace telah bermain -main dengan rotor yang memiringkan selama beberapa dekade, menurut David Handelman, seorang robot senior di Johns Hopkins Applied Physics Laboratory.

Namun, Taylor merancang drone rotor-tilting-nya untuk sepenuhnya dicetak 3D dan sepenuhnya modular. Pengguna dapat mengeluarkan ekor dan sayap dari soket mereka dan menggantinya dengan pelengkap khusus. Demikian pula, port untuk kamera atau instrumen ilmiah menyisakan ruang untuk penyesuaian.

Penghematan biaya berasal dari fakta bahwa drone -nya menggunakan lebih sedikit motor, tetapi sifat modular berarti pengguna dapat meningkatkan atau mengganti bagian drone dengan biaya lebih rendah daripada membeli drone yang sama sekali baru.

Handelman, yang membimbing siswa sekolah menengah, mengatakan kepada BI dalam email bahwa drone Taylor “dapat menarik bagi pengguna yang membutuhkan platform serbaguna tetapi tidak mampu membeli sistem besar atau kompleks.”

Jika Anda macet pada awalnya, coba, coba lagi

Taylor menghabiskan seluruh musim panas untuk menyelesaikan masalah VTOL ini.

“Itu adalah musim panas yang indah, sangat fokus,” kata Taylor. “Saya akan bangun, saya akan pergi ke ruang bawah tanah saya, saya akan mengerjakan drone, saya akan melihat ke luar, dan ini jam 12 pagi”

Ketika dia mencapai penghalang dalam pengetahuannya tentang pengkodean, desain, atau sirkuit, dia akan mencari saran di forum online atau mengambil kursus yang relevan di situs web Udemy.

Tiga prototipe pertamanya jatuh. Salah satunya melonjak 50 kaki ke atas dan kemudian wajah ditanam.

“Sakit semacam itu. Itu beberapa ratus jam di sana,” kata Taylor.

Setiap penerbangan dan kecelakaan mengungkapkan masalah yang perlu dia perbaiki sampai, akhirnya, drone keempat terbang dan mendarat dalam keadaan utuh.

“Aku benar -benar suka melakukan ini,” kata Taylor. “Sangat menyenangkan bagiku.”

Prototipe terbaru Taylor memiliki berat sekitar 6 pound dengan lebar sayap sedikit lebih dari 4 kaki. Dia menerbangkannya hingga 15 menit sekaligus, tetapi dia telah menghitung bahwa pada tingkat itu menggunakan daya itu harus berlangsung selama 105 menit melaju pada 45 mph. Dia belum ingin mendorong batasan itu dulu.

“Cooper membawa keingintahuan dan disiplin ke proyek, bekerja di tingkat yang biasanya saya lihat di mahasiswa yang kuat,” kata Handelman. “Fakta bahwa dia mendapatkan pesawat terbang adalah bukti ketekunan, kreativitas, dan kemampuan pemecahan masalahnya.”

Sekarang Taylor sedang membangun iterasi ketujuh drone. Akhirnya, dia ingin membuatnya cukup kecil untuk menghapus sayap dan memasukkannya ke dalam ransel.

Musim panas ini, meskipun, siswa sekolah menengah mengatakan dia akan mengerjakan proyek drone yang berbeda melalui program dengan laboratorium sistem otonom yang andal di MIT.