Инженеры создали робота-летучую лисицу и кувыркающегося робопаука
Компания Festo, занимающаяся разработкой промышленного оборудования, представила двух новых роботов, конструкция которых основана на живых существах. Один из них выглядит как летучая лисица и может летать в полуавтономном режиме, а второй по конструкции напоминает паука, обитающего в пустыне Сахара, при этом робопаук может передвигаться не только на ногах, но и кувыркаться, сообщает IEEE Spectrum.
Довольно часто при создании роботов с определенными задачами или для определенной среды инженеры ищут идеи для их конструкции в природе. Как правило, используемые животными механизмы движения или других действий близки к оптимальным для той среды, в которой они обитают. Инженеры немецкой компании Festo довольно часто создают роботов на основе уже существующих в природе решений. К примеру, они создали медуз, которые умеют плавать в воде и летать по воздуху, робота-кенгуру.
Теперь они представили два новых бионических робота, напоминающих летучую лисицу и паука. Роболисица имеет строение, очень похожее на настоящее млекопитающее, хотя и заметно отличается от него размером: размах крыла робота составляет 228 сантиметров, а длина тела 87 сантиметров, в то время как у настоящих летучих лисиц размах крыльев не превышает полутора метров. За движение робота отвечает установленный в туловище мотор, соединенный с крыльями. Вращение мотора заставляет крылья периодически распрямляться и складываться, двигая робота вперед и удерживая его в воздухе. Для коррекции полета в основании каждого крыла также установлено по одному линейному актуатору. Крылья изготовлены их двух эластичных мембран, между которыми находится ткань с шестиугольной структурой. При повреждении или проколе крыла эти шестиугольники не дают повреждению распространяться дальше, за счет чего робот сможет продолжить полет после удара.
В роботе установлен собственный аккумулятор, но управляется он извне с помощью системы контроля, которая посылает роботу команды и за счет алгоритма машинного обучения постепенно учится летать лучше.
За основу второго робота инженеры взяли наземное животное — паука Cebrennus rechenbergi, обитающего в пустыне Сахара в Марокко. Этот вид пауков известен тем, что помимо обычного для пауков способа передвижения он также умеет кувыркаться вперед. Разработчики создали аналогичного робота размером 57 на 80 сантиметров и высотой 24 сантиметра.
Он имеет восемь ног, но для обычного движения он использует только шесть из них. Для перехода к кувыркающемуся движению робот складывает ноги, которые вместе образуют два круга-колеса, и отталкивается двумя оставшимися ногами для кувырканья. Как заявляют разработчики, в таком режиме робот передвигается намного быстрее и может катиться не только по строго горизонтальным поверхностям, но и взбираться на поверхности с наклоном до пяти процентов.
В прошлом году Festo представила мягкий пневматический манипулятор в виде щупальца, который можно использовать в непосредственной близости с людьми без риска получения травмы. А годом ранее они создали робота, который умеет печатать искусственные аналоги коконов.
Григорий Копиев
Это помогло увеличить время полета
Инженеры из компании Elythor разработали квадрокоптер-конвертоплан, оснащенный четырьмя поворачиваемыми крыльями. Они могут независимо друг от друга складываться вдоль корпуса или отклоняться на 90 градусов, превращая дрон в биплан. Бортовая электроника дрона отслеживает положение корпуса, а также скорость и направление ветра, в реальном времени подстраивая положения крыльев под эти условия. Благодаря этому удается повысить стабильность полета и снизить энергопотребление. Описание квадрокоптера приведено в диссертации разработчика. Инженеры давно разрабатывают дроны с гибридной конструкцией, которые совмещают преимущества мультикоптеров, способных вертикально взлетать и садиться, с возможностью полета на дальние дистанции, которой обладают дроны самолетного типа. Обычно у гибридов есть крылья и поворотные винты, которые разворачиваются в нужном направлении в зависимости от режима полета. В другом варианте используется две группы винтов, одна из которых работает только в режиме висения Несмотря на универсальность гибридных дронов, они имеют и недостатки. Из-за больших габаритов в мультикоптерном режиме у них низкая маневренность и высокая парусность по сравнению с дронами без крыльев. Поэтому их сложно использовать в ограниченном пространстве, а вне помещений в режиме висения гибриды тратят больше энергии на борьбу с ветром, что снижает продолжительность полета. Выход из этой ситуации предложили инженеры из стартапа Elythor, созданного сотрудниками Федеральной политехнической школы Лозанны. Они разработали квадрокоптер Morpho, со складными крыльями, которые автоматически адаптируются к ветру и режиму полета. Всего у дрона массой 3,8 килограмма четыре подвижных крыла, по два с каждой стороны фюзеляжа. Сервомоторы могут независимо отклонять каждое из крыльев на 90 градусов. Четыре винта дрона расположены как и у обычного квадрокоптера на концах крестообразной рамы и вращаются 500-ваттными электромоторами. Заряда аккумуляторов прототипа хватает на 17 минут полета. Садится дрон на хвост, а в качестве опор могут использоваться отклоненные назад крылья. В полностью сложенном состоянии крылья расположены вдоль фюзеляжа дрона. При переходе к горизонтальному полету они поворачиваются перпендикулярно корпусу, превращая дрон в биплан. Бортовая электроника отслеживает положение дрона в пространстве, определяет направление и скорость ветра, воздействующего на корпус, и исходя из этого подстраивает углы отклонения крыльев. Так, например, в режиме висения, когда требуется сохранять стабильность полета, крылья остаются сложенными вдоль корпуса, чтобы снизить парусность дрона. Однако, если необходимо совершить поворот вокруг вертикальной оси алгоритм с помощью сервомоторов отклоняет то или иное крыло в нужный момент, используя их в качестве парусов. Таким образом ветер помогает дрону совершать необходимые маневры, снижая нагрузку на моторы. По словам разработчиков, благодаря этому при сильном ветре расход энергии во время вертикального полета можно снизить до 85 процентов. Разработчики предполагают, что основным применением Morpho станет инспекция расположенных на больших площадях инженерных сооружений, например, электростанций и высоковольтных линий электропередач. После вертикального взлета дрон будет подлетать к нужным объектам, проводить их обследование с помощью камер, а затем перелетать к следующей цели, используя горизонтальный полет, если она располагается достаточно далеко. https://www.youtube.com/watch?v=tOUkn7YmYV4 Для дронов, которые планируется использовать в тесных помещениях, на первый план выходит безопасность полета. Инженеры из компании Cleo Robotics создали дрон, несущие винты которого находятся внутри пончикообраного корпуса. Благодаря этому они надежно защищены от столкновений с окружающими предметами.