Британцы испытали беспилотник без механизации крыла
Британская компания BAE Systems совместно с Манчестерским университетом провела первые летные испытания беспилотного летательного аппарата Magma, крыло которого полностью лишено какой-либо механизации — спойлеров, элевонов или отклоняемых носков. Согласно сообщению британской компании, состоявшиеся проверки признаны полностью успешными.
Управление полетом современных летательных аппаратов производится с помощью подвижных аэродинамических элементов, приводимых в движение с помощью электрических, механических или гидравлических систем. Речь идет, например, об элеронах, подвижных плоскостях в задней по направлению полета части крыла. Их синхронным противоположным отклонением можно управлять креном аппарата.
Новый беспилотник Magma, разработанный BAE Systems и Манчестерским университетом, подвижных аэродинамических элементов лишен полностью. Вместо них в его килях, а также крыле проведены воздушные каналы, заканчивающиеся небольшими соплами там, где у обычного аппарата были бы элевоны (Magma выполнен по схеме «бесхвостка») или рули рыскания.
Аппарат оснащен турбовентиляторным реактивным двигателем. В полете из внешнего контура двигателя отбирается часть воздуха, который затем по тому или иному каналу направляется в крыло или кили и, выходя из сопел, создает реактивную тягу. Если подавать воздух в верхние сопла в зоне элевонов крыла, беспилотник начнет набирать высоту, и наоборот.
Magma оснащен двумя типами воздушных каналов и сопел. По одним каналам воздушный поток разгоняется до сверхзвуковой скорости, после чего он подается в сопла, расположенные на задней кромке крыла. По другим — воздушный поток на дозвуковой скорости подается в сопла, расположенные в зоне сопла двигателя. Смешиваясь с потоком газов из двигателя он отклоняет реактивную струю, меняя вектор тяги.
В BAE Systems утверждают, что отказ от механизации позволяет освободить больше места внутри летательного аппарата, а также делает его проще и легче. При этом отсутствие множества подвижных элементов существенно повышает общую надежность беспилотника. Подробности о состоявшихся испытаниях пока не раскрываются. В ближайшее время разработчики намерены провести дополнительные проверки аппарата.
BAE Systems занимается разработкой беспилотника с воздушным управлением со второй половины 2000-х годов. В 2010 году компани совместно с Манчестерским, Крэнфилдским и еще восемью университетами испытала беспилотник Demon, также выполненный по схеме «бесхвостка» с треугольным в плане крылом. На нем вместо элевонов на задней кромке крыла были размещены по два блока воздушных сопел.
Василий Сычёв
Алгоритм уменьшает время простоя на 78 процентов
Инженеры из Японии создали алгоритм машинного обучения, который автоматически стимулирует таракана-киборга больше двигаться и не позволяет ему долго оставаться в одном месте. Движение таракана контролируется с помощью электроимпульсов, генерируемых рюкзачком с системой дистанционного управления. Алгоритм увеличил на 70 процентов среднюю дистанцию, пройденную киборгом, и снизил время простоя таракана на 78 процентов. Статья опубликована в Cyborg and Bionic Systems. Миниатюрные роботы могут пригодиться в самых разных сферах: от ремонта авиационных двигателей до поиска выживших под завалами. Однако из-за недостаточной развитости компактной компонентной базы, в особенности актуаторов и источников питания, это все еще сложная инженерная задача, и большинство проектов остаются на уровне лабораторных прототипов. Одно из альтернативных решений состоит в использовании живых организмов, например, тараканов или даже летающих насекомых, которые уже обладают способностью к эффективному передвижению. В их организм внедряют электроды, через которые подключаются электронные модули, контролирующие перемещения насекомого за счет электростимуляции. Однако насекомые-киборги не полностью контролируются электронными системами. Они сохраняют свои особенности поведения, которые могут ограничивать их перемещение. Например, мадагаскарские свистящие тараканы, которые часто используются в экспериментах, склонны к снижению активности в ярко освещенных областях и при недостаточно высокой температуре. Кроме того, они предпочитают бегать вдоль стен, а не по открытым пространствам. Это приводит к сложностям в использовании насекомых-киборгов и требует оптимизации стимулирующих сигналов управления. Группа инженеров под руководством Кейсуке Морисима (Keisuke Morishima) из Университета Осаки внедрила в систему управления тараканом-киборгом алгоритм машинного обучения, который позволяет автоматически стимулировать передвижение насекомого, чтобы оно не оставалось на одном месте. Так же, как и предыдущие исследователи, инженеры использовали особь мадагаскарского шипящего таракана из-за его больших размеров, достигающих семи сантиметров. Для передачи стимулирующих сигналов в усикообразные органы в задней части таракана (церки) были имплантированы платиновые электроды, соединенные медными проводами с приклеенным на спину насекомого шестиграммовым рюкзачком с электронными компонентами. Данные о движении насекомого получают с помощью встроенного в рюкзак инерционного измерительного модуля, который с помощью акселерометра и гироскопа определяет текущие линейное ускорение и угловую скорость таракана. Эта информация по беспроводному каналу связи передается на персональный компьютер на вход алгоритма машинного обучения. Из данных, разбитых на окна по 1,5 секунды, извлекаются признаки, которые затем поступают на вход классификатора, определяющего двигается насекомое или нет. В случае, если таракан остается неподвижным дольше заданного времени, на его церки подаются электрические импульсы. Наиболее эффективным алгоритмом классификации в представленной задаче оказался метод опорных векторов. Для экспериментов инженеры построили арену в форме окружности, над которой разместили камеру для отслеживания реального положения насекомого. Без дополнительной электростимуляции три таракана, использованные в тестах, стремились оставаться в периферийной области у стен арены и избегали открытого пространства большую часть времени. Использование алгоритма и электростимуляции позволило снизить время простоя в среднем на 78 процентов, а время поиска пройденную дистанцию увеличить на 68 и 70 процентов соответственно. При этом среднее время электростимуляции для всех тараканов составило всего 3,4 секунды. Таким образом алгоритм позволяет снизить количество сигналов электростимуляции и тем самым предотвратить утомление животного. Ранее мы рассказывали про американских инженеров, которые разработали носимую поворотную монохромную камеру для жуков и микророботов. Благодаря ее небольшой массе, которая составляет менее четверти грамма, насекомые с ней могут свободно двигаться и балансировать.