Как правило, летающие роботы используют сложные программно-аппаратные системы для предотвращения столкновений с препятствиями, которые часто встречаются в городских условиях. В Лаборатории интеллектуальных систем решили, что летающие роботы должны иметь возможность физического взаимодействия с окружающей средой. Посмотрите на насекомых: они часто сталкиваются с препятствиями и продолжают после этого полет. Подобным образом действует и GimBall.
Этот летающий робот может сталкиваться с окружающими объектами и легко продолжает путь после этого. Благодаря пассивной вращающейся сферической оболочке, он остается стабильным даже после удара о препятствие любой частью корпуса. Такой подход позволяет GimBall летать в самых труднодоступных местах без использования сложных датчиков.
Gimball является летающим роботом, который выдерживает столкновения. Он весит всего 370 г, имеет диаметр 34см.
Внутренний защитный каркас включает в себя все стабилизируемые в полете элементы летающего робота: соосные несущие винты, две рулевых плоскости, аккумулятор, инерциальный измерительный блок и управляющую электронику. В случае столкновения, сферическая защитная оболочка GimBall защищает от повреждения внутреннюю оболочку и может пассивно вращаться благодаря карданному подвесу (отсюда и название GimBall). Таким образом, столкновение не оказывает влияния на ориентацию внутреннего каркаса, центр масс которого не смещается. Это позволяет внутреннему каркасу всегда оставаться в вертикальном положении и поддерживать стабильный полет робота.
Обычная конструкция серьезно страдает от столкновений, потому что нарушается ориентация. Благодаря подвесу, GimBall сохраняет ориентацию внутренней рамы. А защитная рамка вращается по всем трем осям.
Это не первый вариант летающего робота, способного выдерживать столкновения. Предыдущий прототип швейцарской Лаборатории интеллектуальных систем назывался AirBurr и был оснащен защитной сеткой и опорами для подъема и выравнивания после падения.
Созданная тогда конструкция защиты позволила понять, что автономное полеты будут гораздо проще, когда столкновения не влияют на дальнейшую возможность полета, при этом не требуются современные датчики для предотвращения столкновений и управления ориентацией робота. Эта идея возможности столкновений была усовершенствована за счет интеграции контактных датчиков в сам корпус. Таким образом, робот может быть запрограммирован для изменения направления полета, когда он обнаруживает препятствие. Разработчики этой идеи показали, что робот может летать полностью автономно, используя лишь крошечные сенсорные датчики (никакой сложной электроники не было).
В то время как AirBurr хорошо зарекомендовали себя в лабораторных условиях, где окружающая среда имеет плоские препятствия, GimBall предназначен для использования в гораздо более сложных условиях. Например, робот может летать автономно через лес, используя очень простую стратегию: лететь прямо. Он прокладывает путь через лес без использования систем обхода препятствий, испытывая при этом ряд столкновений.
Разработчики считают, что исследование таких летающих роботов, способных взаимодействовать с окружающей средой, обеспечит новые способы применения беспилотных летательных аппаратов. В настоящее время возможности полета в сложных условиях у роботов ограниченные, потому что методы обхода препятствий не всегда могут работать. Робот, который может продолжать свой путь после столкновения, будет полезен, например, в сложных условиях зоны бедствия, чтобы найти выживших, осмотреть полуразрушенные здания. Благодаря менее строгим требованиям к датчикам, эти роботы легче, быстрее и надежнее, чем те, что на основе обычных систем. Наконец, они очень безопасны для работы рядом с людьми, так как они не рухнут после столкновения, а вращающиеся винты заключены в защитную оболочку.
Это исследование было поддержано Швейцарским национальным научным фондом через Национальный центр компетенции в области научных исследований робототехники.
Комментарии
(0) Добавить комментарий