Разработчики защитили проект стратосферного беспилотного дирижабля
Франко-итальянский консорциум Thales Alenia Space успешно защитил эскизный проект стратосферного беспилотного дирижабля Stratobus и приступил к следующему этапу разработки летательного аппарата. Как пишет Aviation Week, в рамках программы разработки планируется провести испытания нескольких небольших демонстраторов, первый из которых длиной 40 метров совершит первый полет в конце 2019 года. Испытания полноразмерного образца Stratobus запланированы на 2022 год.
Сегодня несколько компаний в мире занимаются разработкой летательных аппаратов разных классов, способных без перерыва находиться в воздухе месяцы и годы. Такие аппараты планируется использовать для разных целей, начиная разведкой и наблюдением и заканчивая ретрансляцией сигналов и изучением изменения климата. Предполагается, что новые беспилотные дирижабли Stratobus будут использоваться для продолжительного наблюдения за земной поверхностью, а также для ретрансляции сигналов.
Согласно утвержденному проекту, длина Stratobus составит 140 метров. Аппарат получит газовый объем, заполненный гелием, в верхней части которого планируется установить гибкие солнечные батареи общей площадью одна тысяча квадратных метров. Гондола с оборудованием, аккумуляторами и электромоторами не будет жестко прикреплена к газовому объему, благодаря чему последний сможет поворачиваться вокруг продольной оси таким образом, чтобы солнечные панели как можно лучше освещались Солнцем.
Солнечные панели и аккумуляторные батареи смогут обеспечивать потребителей совокупной мощностью до пяти киловатт. Дирижабль сможет нести полезную нагрузку массой до 250 килограммов. Дирижабль получит четыре электромотора с воздушными винтами, благодаря которым сможет сохранять неподвижное положение относительно заданной точки на земной поверхности при скорости ветра до 20,5 метра в секунду. Продолжительность пребывания дирижабля в воздухе на высоте не менее 20 тысяч метров составит один год, после чего его нужно будет спустить для обслуживания. Срок службы аппарата определен в пять лет.
Thales Alenia Space в настоящее время ведет переговоры с Европейским агентством по безопасности полетов относительно сертификации летательных аппаратов. Серийное производство беспилотных дирижаблей планируется развернуть к 2025 году, причем разработчики полагают, что в год будут выпускаться не менее десяти аппаратов. Стоимость одного дирижабля в зависимости от конфигурации составит 20-25 миллионов евро.
В конце октября стало известно, что Thales Alenia Space провел первые наземные испытания сборки солнечных панелей, которые в перспективе будут установлены на беспилотный дирижабль Stratobus. Солнечные батареи для дирижабля Stratobus разработаны Thales Alenia Space совместно с лабораторией инноваций Комиссии по атомной и альтернативной энергетики Франции. Они представляют собой гибкие панели массой около 800 граммов на квадратный метр. Их энергетическая мощность, по данным разработчиков, составляет 200 ватт на квадратный метр. Площадь одной панели составляет четыре квадратных метра.
Василий Сычёв
И реагировать на них движениями
Американские инженеры связали на автоматическом станке свитеры для роботов, которые помогают ощущать прикосновения с помощью вшитых датчиков нажима. Свитеры пригодятся, чтобы управлять движениями роботов на производстве. Работа доступна на arXiv.org. Для работы на производстве с людьми, роботам нужно быть очень осторожными, чтобы случайно не травмировать человека. Есть разные способы сделать роботов безопасными, например прикреплять к ним мягкие подушки. Другая идея — научить роботов быстро определять контакт и отодвигаться от человека. В отличие от людей, у роботов нет кожи, но для них можно сделать другую систему для распознавания ощущений из жестких или эластичных материалов, или даже одежду из текстиля, если встроить в нее датчики прикосновений. Одежду можно быстро изготавливать на ткацком станке в промышленных масштабах, и надевать на роботов разных форм и размеров. Группа инженеров из Университета Карнеги под руководством Джеймса МакКанна (James McCann) и Ян Вэньчжэня (Yuan Wenzhen) создала свитеры для роботов, которые могут надежно определять прикосновения. По словам авторов, обычно у текстильных сенсоров есть проблема: они быстро деформируются и перестают надежно работать. Исследователи попробовали с этим справиться, связав свитеры из трех слоев пряжи. Верхний и нижний слой сделаны из обычного нейлона, на котором чередуются широкие и узкие полосы. Широкие полосы сотканы из полиэстеровой металлизированной пряжи, которая хорошо проводит электричество, а узкие полосы изолятора сделаны из акрила. Средний слой — это сетка из района (искусственного шелка). Чем она тоньше, тем выше чувствительность свитера к легким прикосновениям, и наоборот — плотный средний слой подходит для сильных нажатий. Слои ткани с помощью пуговиц с проводами соединяются с устройством для считывания сопротивления, и вместе с ним превращаются в электронную схему. Когда кто-то дотрагивается до свитера, верхний и нижний слои ткани соприкасаются через отверстия в районовой сетке, и сопротивление в системе уменьшается. По сопротивлению можно определить силу нажатия. Инженеры протестировали, насколько надежно устройство определяет силу и место контакта со свитером. Первая серия экспериментов проверяла, как эффективность сенсоров меняется со временем. Эксперименты включали 42 секунды контакта с сенсорами по 20-30 раз на протяжении 4 дней. Авторы не приводят точные цифры результатов, но утверждают что сенсоры показывали стабильные результаты по определению места контакта все 4 дня, с небольшими погрешностями в конце эксперимента. Также исследователи протестировали точность сенсоров на плоской и изогнутой поверхности. На плоской поверхности по сопротивлению датчиков можно было точно определить силу нажатия. На изогнутой поверхности корреляция между сопротивлением и силой нажатия сохранилась, но выросло ее стандартное отклонение. Таким образом, сложность поверхности негативно повлияла на точность определения нажатия. Наконец, инженеры проверили эффективность чувствительных свитеров на роботах. Они надели свитер на робота Kuri, который должен был повернуть голову в ответ на прикосновение. В будущем технологию RobotSweater можно использовать, чтобы обучать роботов: например, похлопать по плечу в качестве похвалы. Пока инженеры показали, как свитеры могут пригодиться на производстве: например, промышленный робот в свитере останавливается и меняет направление движения в ответ на прикосновения. https://www.youtube.com/watch?v=YGUV1dHuCRc Прикосновения может определять не только одежда для роботов, но и искусственная кожа, которую разработала группа ученых из Стэнфордского университета. Пока кожу испытали на крысах, но авторы планируют в будущем встроить ее в человеческие протезы, чтобы улучшить их чувствительность.