Трёхколёсные вентиляторы учатся летать встык
Храбрую идею, обкатываемую швейцарскими инженерами, не выдвигал ещё, думается, никто. В представлении разработчиков из Цюриха маленькие независимые роботы без помощи человека планируют в единый «сверхорганизм», талантливый функционировать в воздухе подобно вертолёту.
Фишка ещё и в том, что любой робот по отдельности летать не имеет возможности.
Перед нами кроме того не очевидный трансформер из аниме, тасующий разные части тела, а свора совсем аналогичных аппаратов, теоретически могущих вырабатывать «облако» плоской формы. Выстроили прототипы эксперты из федерального технологического университета в Цюрихе (ETH Zurich).
Фаворитов проекта двое. Это Раймонд Оунг (Raymond Oung) и Рафаэлло Д?Андреа (Raffaello D?Andrea), знакомый нам по самособирающемуся роботу-самостоятельному столу и стулу.
Они считают, что их роботы, объединяя упрочнения, смогут решать задачи (сами авторы упирают на транспортировку грузов), каковые неподъёмны для каждого бота по отдельности.
Любой аппаратик — это плоский шестиугольник с отверстием в центре, в котором размещён твёрдый (без регулировки угла атаки) воздушный винт.
Самое любопытное, что отдельная единица в принципе способна поднять себя в атмосферу, да лишь полёт будет хаотичным, соответственно, закончится плачевно. Увы, машинка не имеет возможности ни поменять курс, ни парировать крен, ни избегать опрокидывания.
То ли дело плотный состыковавшийся рой, что обретает стабильность и какую-никакую маневренность. Потому проект и назвали «Распределённый летающий строй» (Distributed Flight Array — DFA).
Начиналось всё с для того чтобы концептуального наброска. Видно, что края каждого шестиугольника снабжены впадинами и выступами.
Они трудились подобно ключам и молекулярным замкам в комплиментарных нитях ДНК. Позднее, действительно, форму этих ответственных элементов было нужно скорректировать (иллюстрации Raymond Oung, Raffaello D?Andrea/ETH Zurich).
Формируется «сверхорганизм», что принципиально важно, ещё на земле. Чтобы обнаружить друг друга, потенциальные члены «облака» снабжены мелкими колёсиками. Автомобили кружат, как в вальсе, подходят ближе и зацепляются фигурными вырезами по бортам.
Когда аппаратики сошлись хорошо, их удерживают магниты.
Сборка единой конструкции хаотична и, по идее, может привести к появлению разных «узоров» из роботов-сот. (В действительности данный процесс идёт до тех пор пока со сбоями.) Но вся прелесть разработки в том, что фактически в любой конфигурации таковой рой в один раз сможет оторваться от почвы. В этот самый момент начнётся маленькая «волшебство» — маленькие 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, потому, что перед нами лишь исследовательский проект.
Каждое из трёх всенаправленных колёсиков робота вращается от 0,5-ваттного моторчика, воздушный винт – от 50-ваттного. Литиево-полимерный аккумулятор на борту снабжает 5 мин. полёта (фото Raymond Oung, Raffaello D?Andrea/ETH Zurich).
Любой робот снабжён трёхосным гироскопом, определяющим изменение и крены положения автомобили, и датчиком высоты полёта. Через инфракрасные передатчики на торцах шестиугольников аппараты обмениваются в настоящем времени данными и регулируют тягу каждого винта так, дабы коллектив держался стабильно.
В случае если что-то вносит возмущение, любая единица корректирует тягу, а согласованные действия ботов снабжают компенсацию. А также в случае если один из роботов откажет либо выпадет из строя, остальные внесут поправку и останутся «на плаву».
Действительно, швейцарцы удостоверились в надежности идею DFA только на весьма скромных по численности коллективах ботов, а бессчётные своры кружили лишь в компьютерных моделях. Но всё равняется – достигнутый эффект способен впечатлить.
Как видим, сборка хоть как-то трудится на ровном полу, но для авторов совокупности было принципиально важно отшлифовать не столько устройство личного робота, сколько метод их сотрудничества на земле и в небе.
Принцип работы DFA (иллюстрация Raymond Oung, Raffaello D?Andrea/ETH Zurich).
Само собой разумеется, в таком виде разработка приводит к множеству вопросов. Как, например, роботы смогут отыскать друг друга не в стенках лаборатории, а в настоящих условиях «на природе».
Что будет, в случае если упавший робот приземлится колёсами вверх?
И по большому счету – не светло, для чего этим роботам существовать по отдельности. Если они создаются для подъёма тяжестей, несложнее сходу сделать один большой аппарат.
В случае если цель — сбор данных, удачнее научить машинки летать самостоятельно, тогда сборка не нужна.
Но, у швейцарцев имеется куча идей относительно совершенствования собственного «строя», либо «массива». До тех пор пока они лишь набирают опыт.
Будущие предположения DFA, быть может, скорректируют форму, получат двигатели замечательнее и более широкий комплект сенсоров, а в том месте, смотришь, и круг вероятных задач для для того чтобы роя обрисуется чётче.
Слева: пример тактики соединения пары ботов.
Справа: Оунг и Д?Андреа (иллюстрации Raymond Oung, Raffaello D?Andrea/ETH Zurich).
В любом случае проект, что, очевидно, ещё далеко не закончен, направляться признать интересным. С момента появления плана летающих стыкующихся роботов в 2008 году взяты ответы на многие вопросы, которые связаны с сбоями и возможными ошибками в работе подобной системы.
Не напрасно на интернациональной конференции по автоматизации и робототехнике ICRA 2010, прошедшей в Анкоридже в первых числах Мая, доклад о DFA (PDF-документ) был признан одним из лучших.
