Летающий робот меняет форму в воздухе

Беспилотники способны на многое: от съёмки репортажей и свадеб до мониторинга лесных массивов для быстрого реагирования на пожары, отслеживание состояния энергосетей и нефтепроводов. Потенциально летающие роботы могут быть использованы внутри помещений, но для этого они должны быть одновременно юркими и достаточно мощными, чтобы взаимодействовать с окружением. Для этого японские специалисты создали напоминающего летающее щупальце модульного робота DRAGON, который меняет форму, чтобы проникать в небольшие отверстия и в перспективе выступать в качестве манипулятора.

Во время спасательных операций роботу может быть нужно проникнуть через дверь, а затем преодолеть множество других опасных препятствий – не врезаться в стену, шкаф, фикус или человека. Для решения этой проблемы можно сделать очень маленького робота, который бы пролетел в любую щель. Но он сгодится только для наблюдения. Можно оснастить беспилотник защитной рамой – но такой громоздкий дрон не слишком хорошо сможет взаимодействовать с окружением, то есть снова поможет только для поисковых операций. В идеале робот должен быть одновременно маленьким и юрким, но при этом достаточно мощным.

В лаборатории JSK Lab ^[1] Токийского университета робототехники создали робота DRAGON, что расшифровывается как Dual-rotor embedded multilink Robot with the Ability of multi-deGree-of-freedom aerial transformatiON. Модульный аппарат на лету меняет форму – из квадратного коптера он трансформируется в тонкую змейку, что позволяет ему проникать в узкие проходы, или принимать иную форму.

DRAGON состоит из модулей, каждый из которых оснащён парой вентиляторов в кольцевом обтекателе. Вентиляторы меняют положение, заставляя модули двигаться в разных направлениях, так что робот может летать практически в любой из форм, которые ему позволят сделать степени свободы. Модули соединены шарнирными креплениями. Аппарат работает на базе компактного компьютера Intel Euclid ^[2]. Аккумулятора хватает на три минуты полёта, над улучшением этого показателя учёным предстоит поработать. Можно предположить, что аппарат будут записывать по кабелю, но в этом случае он потеряет в маневренности, или найдут иные автономные источники питания.

Прототип из четырёх модулей, оснащённых в общей сложности восемью вентиляторами. Одной из задач разработчиков было проектирование программного обеспечения, которое позволяет роботу самостоятельно решать, какую форму принять в том или ином случае. В видеоролике разработчики продемонстрировали, как робот в виде змеи пролетает через небольшой «люк».

В будущем робот будет состоять из двенадцати модулей, и при этом сможет поднимать объекты, используя крайние модули в качестве двухпальцевого захвата. Можно предположить, что такой робот может обхватить предмет, чтобы перенести его, или иным образом взаимодействовать с окружением.

Летающие роботы используются для спасательных и мониторинговых операций. На открытых пространствах квадрокоптеры могут кидать утопающим спасательный круг ^[3], доставлять до человека дефибрилятор ^[4], следить за происходящим с целью поиска потерявшихся людей и мониторинга местности во время чрезвычайных ситуаций для быстрого реагирования. В случае с закрытыми помещениями существуют прототипы змееподобных роботов — например, мягкий робот от исследователей из Стэнфордского университета ^[5], который меняет размер, растягивается, искривляется и обхватывает предметы, поднимается на большую высоту, способен пролезть в очень маленькие щели или, например, под ящик до 100 килограммов, чтобы приподнять его. Мягкая оболочка проходит даже по острым предметам вроде гвоздей и меняет форму — насосы накачивают в корпус воздух.

8-метровый аппарат ^[6] от японских разработчиков из Университета Тохоку создан для поиска людей при землетрясениях. Робот двигается со скоростью до 10 сантиметров в секунду, «перебирая» щетинистой поверхностью. Ранняя версия этого робота использовалась во время ликвидации последствий катастрофы на АЭС Фукусима ^[7], но двигалась в основном в одном направлении — вперёд. Новый робот получился более мобильным.

Были попытки объединения летающих и змееподобных роботов. Квадрокоптер ^[8] от учёных Пенсильванского университета на место происшествия доставляет двух змееподобных роботов, которые могут двигаться по лестнице или проникать в щели.

Прототип от JSK Lab объединит достоинства летающих роботов со змееподобными и будет взаимодействовать различными способами с предметами, вместо того, чтобы заниматься только наблюдением. Один из сотрудников лаборатории JSK описывает DRAGON как «прорывную с точки зрения проектирования конструкции» и «идеальную платформу для воздушных манипуляторов».

Автор: ivansychev

Источник ^[9]