Лаборатория экзистенциальной физики Понедельник, 26.02.2018, 02:09
Приветствую Вас Гость | RSS
Меню сайта

Форма входа

Поиск

Главная » 2010 » Июнь » 11 » Требует осмысления X
01:19
Требует осмысления X
Портал MEMBRANA: Люди. Идеи. Технологии.
Трёхколёсные вентиляторы учатся летать встык
10 июня 2010
membrana

Трёхколёсные вентиляторы учатся летать встык
Теоретически аппараты такого типа могли бы составлять исследовательские, разведывательные, транспортные рои самого различного назначения как на нашей планете, так и, кто знает, в космических миссиях (фото Raymond Oung, Raffaello D'Andrea/ETH Zürich).

Смелую идею, обкатываемую швейцарскими инженерами, не выдвигал ещё, кажется, никто. В представлении разработчиков из Цюриха небольшие автономные роботы без помощи человека собираются в единый "сверхорганизм", способный действовать в воздухе подобно вертолёту. Фишка ещё и в том, что каждый робот по отдельности летать не может. 

Перед нами даже не банальный трансформер из аниме, тасующий различные части тела, а стая совершенно идентичных аппаратов, теоретически умеющих формировать "облако" плоской формы. Построили прототипы специалисты из федерального технологического института в Цюрихе (ETH Zürich).

Лидеров проекта двое. Это Раймонд Оунг (Raymond Oung) и Рафаэлло Д'Андреа (Raffaello D'Andrea), известный нам по самособирающемуся роботу-стулу и самостоятельному столу. Они полагают, что их роботы, объединяя усилия, смогут решать задачи (сами авторы упирают на транспортировку грузов), которые неподъёмны для каждого бота по отдельности.

Каждый аппаратик — это плоский шестиугольник с отверстием в центре, в котором размещён жёсткий (без регулировки угла атаки) воздушный винт.

Самое любопытное, что отдельная единица в принципе способна поднять себя в воздух, да только полёт будет хаотичным, а значит, закончится плачевно. Увы, машинка не может ни менять курс, ни парировать крен, ни избегать опрокидывания. То ли дело плотный состыковавшийся рой, который обретает стабильность и какую-никакую маневренность. Потому проект и назвали "Распределённый летающий строй" (Distributed Flight Array — DFA).

Начиналось всё с такого концептуального наброска. Видно, что края каждого шестиугольника снабжены выступами и впадинами. Они работали подобно молекулярным замкам и ключам в комплиментарных нитях ДНК. Позже, правда, форму этих важных элементов пришлось скорректировать (иллюстрации Raymond Oung, Raffaello D

Начиналось всё с такого концептуального наброска. Видно, что края каждого шестиугольника снабжены выступами и впадинами. Они работали подобно молекулярным замкам и ключам в комплиментарных нитях ДНК. Позже, правда, форму этих важных элементов пришлось скорректировать (иллюстрации Raymond Oung, Raffaello D'Andrea/ETH Zürich).

Формируется "сверхорганизм", что важно, ещё на земле. Для того чтобы находить друг друга, потенциальные члены "облака" снабжены маленькими колёсиками. Машины кружат, как в вальсе, подходят ближе и зацепляются фигурными вырезами по бортам. Как только аппаратики сошлись плотно, их удерживают магниты.

Сборка единой конструкции хаотична и, по идее, может привести к появлению различных "узоров" из роботов-сот. (В реальности этот процесс идёт пока со сбоями.) Но вся прелесть разработки в том, что практически в любой конфигурации такой рой однажды сможет оторваться от земли. И тут начнётся маленькая "магия" — небольшие боты превратятся в единое целое не только физически, но и "на интеллектуальном уровне".

Поперечник каждого робота равен 25 сантиметрам, вес – 180 граммам. Корпус выполнен из пенопласта, что неудивительно, поскольку перед нами только исследовательский проект. Каждое из трёх всенаправленных колёсиков робота вращается от 0,5-ваттного моторчика, воздушный винт – от 50-ваттного. Литиево-полимерный аккумулятор на борту обеспечивает 5 минут полёта (фото Raymond Oung, Raffaello D

Поперечник каждого робота равен 25 сантиметрам, вес – 180 граммам. Корпус выполнен из пенопласта, что неудивительно, поскольку перед нами только исследовательский проект. Каждое из трёх всенаправленных колёсиков робота вращается от 0,5-ваттного моторчика, воздушный винт – от 50-ваттного. Литиево-полимерный аккумулятор на борту обеспечивает 5 минут полёта (фото Raymond Oung, Raffaello D'Andrea/ETH Zürich).

Каждый робот снабжён трёхосным гироскопом, определяющим крены и изменение положения машины, а также датчиком высоты полёта. Через инфракрасные передатчики на торцах шестиугольников аппараты обмениваются в реальном времени данными и регулируют тягу каждого винта так, чтобы коллектив держался стабильно.

Если что-то вносит возмущение, каждая единица корректирует тягу, а согласованные действия ботов обеспечивают компенсацию. И даже если один из роботов откажет или выпадет из строя, остальные внесут поправку и останутся "на плаву".

Правда, швейцарцы проверили идею DFA лишь на очень скромных по численности коллективах ботов, а многочисленные стаи кружили только в компьютерных моделях. Но всё равно – достигнутый эффект способен впечатлить.

Как видим, сборка хоть как-то работает на гладком полу, но для авторов системы было важно отшлифовать не столько устройство индивидуального робота, сколько алгоритм их взаимодействия на земле и в небе.

Принцип работы DFA (иллюстрация Raymond Oung, Raffaello D

Принцип работы DFA (иллюстрация Raymond Oung, Raffaello D'Andrea/ETH Zürich).

Конечно, в таком виде разработка вызывает множество вопросов. Как, к примеру, роботы смогут найти друг друга не в стенах лаборатории, а в реальных условиях "на природе". Что будет, если упавший робот приземлится колёсами вверх?

И вообще – не ясно, зачем этим роботам существовать по отдельности. Если они создаются для подъёма тяжестей, проще сразу сделать один крупный аппарат. Если цель — сбор данных, выгоднее научить машинки летать самостоятельно, тогда сборка не нужна.

Впрочем, у швейцарцев есть куча идей относительно совершенствования своего "строя", или "массива". Пока они только набирают опыт. Будущие версии DFA, возможно, скорректируют форму, обретут двигатели помощнее и более широкий набор сенсоров, а там, глядишь, и круг возможных задач для такого роя обрисуется чётче.

Слева: пример тактики соединения пары ботов. Справа: Оунг и Д

Слева: пример тактики соединения пары ботов. Справа: Оунг и Д'Андреа (иллюстрации Raymond Oung, Raffaello D'Andrea/ETH Zürich).

В любом случае проект, который, разумеется, ещё далеко не закончен, следует признать любопытным. С момента появления замысла летающих стыкующихся роботов в 2008 году получены ответы на многие вопросы, связанные с возможными ошибками и сбоями в работе подобной системы.

Не зря на международной конференции по робототехнике и автоматизации ICRA 2010, прошедшей в Анкоридже в начале мая, доклад о DFA (PDF-документ) был признан одним из лучших.





ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

Лошарик-робот оживает за счёт кинетической памяти
Круглые роботы светятся от радости общения
Claytronics: глина из роботов станет копией человека
Роботы-шайбы крепко привязываются друг к другу
Mail Online: The mini flying robot drones that join forces before takeoff – all without human help
PhysOrg.com: Self-assembling vehicles take flight

Просмотров: 1315 | Добавил: Chelovechek | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
Календарь
«  Июнь 2010  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930

Архив записей

Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0

    Copyright MyCorp © 2018Бесплатный хостинг uCoz