Российские инженеры разработали виброперчатку для управления роем дронов
Российские инженеры разработали систему, позволяющую управлять роем дронов с помощью движений рук. Она состоит из нескольких беспилотников, системы захвата движений, а также перчатки с вибромоторами на пальцах, которая передает данные о расположении дронов в рое с помощью вибрации. На разработку, которая была представлена на конференциях IROS 2018 и Data & Science, обратило внимание издание IEEE Spectrum.
Поскольку возможности концентрации и многозадачности человека ограничены, инженеры разрабатывают системы, позволяющие управлять множеством дронов как единым роем. Главная технологическая проблема, возникающая перед разработчиками таких систем, заключается в сложности позиционирования дронов и отслеживания положения каждого из них без ошибок и задержек. В целом инженеры научились решать эту проблему, и, к примеру, Intel недавно добилась одновременного полета роя из 2018 дронов. Но почти всегда рои дронов летают по заранее написанной программе или динамической компьютерной системой, а ручное управление несколькими беспилотниками обычно невозможно или не слишком удобно.
Группа инженеров из Сколковского института науки и технологий под руководством Дмитрия Тетерюкова создала систему, позволяющую управлять роем из нескольких квадрокоптеров с помощью движений рук, причем она обеспечивает и обратную связь. В качестве дронов инженеры выбрали небольшие исследовательские квадрокоптеры Crazyflie 2.0, и установили на них визуальные светоотражающие маркеры. Они необходимы для точного отслеживания движений самих дронов и руки пользователя с помощью нескольких высокоскоростных камер, установленных по периметру комнаты.
Во время полета роя система управляет расположением дронов с помощью алгоритма управления сопротивлением, при котором дроны двигаются таким образом, будто они связаны между собой и с рукой с помощью виртуальных пружин. Главная часть системы — перчатка для управления роем. Она состоит из надеваемой на запястье манжеты с источником питания и управляющей платой Arduino, и пяти надеваемых на палец манжет с вибромоторами. Рой повторяет движения руки с перчаткой, которая позволяет чувствовать состояние роя через вибрацию, повторяющую движения дронов. При расширении роя вибрационные импульсы «передвигаются» от среднего пальца к крайним, а при сближении дронов — в обратном направлении. Кроме того, система сама отслеживает расположение препятствий и не дает дронам врезаться в них.
Разработчики реализовали несколько сценариев использования дронов, в том числе движение роя через огороженную трассу и через массив препятствий, имитирующих небоскребы. Инженеры считают, что в будущем такую концепцию можно будет использовать для управления роями из больших беспилотных летательных аппаратов в городе.
Ранее другие группы уже создавали системы управления роем дронов, но без обратной связи. К примеру, в 2015 году канадские разработчики создали рой, в котором дроны выступают в качестве пикселей, которые можно двигать напрямую или с помощью жестов рукой.
Григорий Копиев
Он предназначен для исследования гипертермии
Компания Thermetrics разработала термический манекен ANDI, который предназначен для имитации тепловых свойств тела человека. Манекен может выделять тепло с помощью нагревательных элементов, а также имитировать потоотделение и дыхание. Множество сенсоров, размещенных в 35 зонах по всему корпусу манекена, позволяют контролировать температуру и измерять тепловые потоки в реальном времени. Манекен будет использоваться учеными в исследованиях воздействия теплового стресса и гипертермии на человека, сообщает New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Всемирная метеорологическая организация недавно сообщала, что за последние 40 лет волны жары стали случаться в шесть раз чаще. Можно ожидать, что в будущем во многих регионах планеты люди столкнутся с новой климатической нормой, в которой придется приспосабливаться к жизни в условиях, когда температура воздуха достигает 40 градусов Цельсия и выше на протяжении длительных промежутков времени. Известно, что высокие температуры воздуха могут представлять угрозу для здоровья и жизни человека. Однако точные механизмы и последствия воздействия жары на сегодняшний день изучены недостаточно хорошо. В связи с этим возрастает интерес ученых к изучению последствий воздействия теплового стресса на человеческий организм. В опасных для здоровья человека исследованиях, в которых требуется воспроизведение поведения человеческого тела, вместо людей зачастую используются манекены. К примеру, манекены много лет успешно выполняют роль пассажиров при испытаниях автомобилей. По этой же причине ученые из Университета штата Аризона вместо того, чтобы подвергать риску здоровье людей, в проводимых ими исследованиях воздействия теплового стресса на человеческий организм решили воспользоваться испытательным манекеном. Для этого компания Thermetrics, занимающаяся разработкой тепловых манекенов для тестирования спортивной одежды, создала симулирующий человеческую физиологию роботизированный манекен ANDI. Рост ANDI составляет 178,5 сантиметров, а масса — 35 килограмм. Его тело разделено на 35 независимых термических зон. Они снабжены сенсорами и индивидуальными нагревательными элементами, с помощью которых можно имитировать тепловыделение человеческого тела, контролировать температуру и динамически измерять теплопотери и получаемое тепло в режиме реального времени. По всей поверхности манекена размещено множество выходных отверстий системы искусственного потоотделения. Также в манекен встроена система имитации дыхания, которая позволяет контролировать влажность и температуру входящего и выходящего воздуха. Руки и ноги манекена имеют подвижные соединения, поэтому, используя внешние приводы для актуации, исследователи могут управлять манекеном, имитируя ходьбу или другую физическую активность. Скорость отвода тепла можно регулировать за счет встроенной системы водяного охлаждения. Исследователи могут задавать параметры, моделирующие тепловые особенности характерные для людей разного возраста, физического состояния и здоровья. Например, уровень потоотделения пожилого человека будет ниже, чем у молодого спортсмена. https://www.youtube.com/watch?v=ivAQvkoft9o&t=59s Исследования с ANDI можно проводить не только в тепловой камере, но и в естественных условиях. Ученые надеются, что данные, собранные с помощью теплового манекена, помогут им выработать рекомендации для широкого круга людей, которые снизят риски для здоровья. Кроме этого, результаты исследования помогут в создании одежды или других средств индивидуальной защиты для смягчения влияния жары на здоровье людей в условиях меняющегося климата. Рост окружающей температуры сказывается и на образовательной системе. Ученые выяснили, что повышение среднегодовой температуры воздуха и увеличение количества жарких учебных дней приводят к снижению школьной успеваемости.