単一のモーターとプロペラでドローンを飛ばすことは理論上は可能でも、実際には制御がほぼ不可能だ。ヘリコプターで安定と方向制御のためにもう一つのローターが必要となるのはこのためだ。単一ローターの解決策は、通常、巨大なプロペラのせいで扱いにくいものになる。Joshua Birdは、非常に小さな単一プロペラのドローンを開発したいと考えた。
解決策の鍵となったのは、非常に高い回転数と、ブレード角度を変えることでピッチとロールの制御を可能にするヒンジ式プロペラハブだった。モーター速度を直接測定せず、逆EMFに依存する標準的なESCでは不十分だったため、独自の制御コードと長い試行錯誤が必要となった。ドローンが位置を見失って墜落する問題は、部屋に設置された赤外線ビーコンとドローン搭載のセンサーによって克服された。
プロジェクトのファイルはGitHubで公開されている。次の段階として、ドローンが周囲の特徴を参照して屋外でも飛行できるよう、スキャナーの追加が予定されている。
なぜ重要か
このプロジェクトは、ドローンにおける安定と方向制御はもう一つのローターがあってこそ実現できるという定説を、ホビー規模ながら問い直している。単一のプロペラを高回転数と可変ブレード角度で制御することは、標準的なモータードライバーでは対応しきれず、ソフトウェア面での再考も必要とする工学上の課題だ。そのためこの解決策は、ハードウェアだけでなく制御アルゴリズムに関心を持つ人々にとっても手本となる。ファイルがGitHubで公開されたことは、同じ問題を掘り下げたい人が試行錯誤をゼロから始めずに済むことを意味する。ただし、ドローンは依然として位置情報を部屋の赤外線ビーコンに依存している。屋内への依存が解消されない限り、この設計の実用的な価値は限定的なままだ。計画されているスキャナーの追加が屋外飛行を可能にするかどうかが、このプロジェクトの次の真の試金石となるだろう。