Японские инженеры разработали систему из дрона и наземного робота, работающих в паре. Дрон с высоты создает объемную карту местности, а также помогает роботу забираться на возвышеннсти. Для этого аппараты связаны тросом, конец которого дрон может закрепить в нужной точке, после чего робот натягивает трос с помощью лебедки и поднимается наверх, рассказывают авторы статьи, которая будет представлена на конференции ICRA 2019.
Как правило, разработчики робототехники используют в своих разработках наземных роботов или гражданские мультикоптеры. Оба типа аппаратов имеют свои неоспоримые преимущества. Наземные роботы могут перевозить на себе большие грузы и тратить на это мало энергии, а дроны способны проводить съемку с высоты и без проблем забираются на высокие здания и другие объекты. Некоторые инженеры предлагают объединять оба типа в одном аппарате, а другие считают, что перспективнее использовать аппараты обоих типов в паре. К примеру, недавно китайские инженеры создали систему из робота и дрона, которые совместно строят карту местности и благодаря этому исследуют среду более эффективно, чем каждый аппарат поодиночке.
Группа инженеров из Токийского университета под руководством Коити Хори (Koichi Hori) дополнила эту концепцию тросом, помогающим роботу добраться в труднодоступные места, куда без проблем может попасть летательный аппарат. Квадрокоптер, использованный в работе, оснащен вычислительным модулем, платой контроля полета, широкоугольной камерой, времяпролетным датчиком и лазерным дальномером. Во время полета он постоянно создает вокруг себя объемную карту местности, в которой поверхности представлены в виде вокселей (объемный аналог пикселя).
Дрон постоянно пересылает актуальную версию карты роботу, который отвечает за планирование траектории продвижения. Робот оснащен гусеничным приводом, а также собственным вычислительным модулем и лебедкой с тросом, конец которого закреплен на дроне.
При выполнении задачи дрон взлетает над роботом и сканирует окружающее пространство. Робот на основе этих данных распознает препятствия и подъем, на который ему необходимо взобраться. После подлета к подъему дрон ищет вертикально стоящий объект, способный выступать в качестве точки закрепления крюка. Когда дрон обнаруживает такой объект, он облетает его несколько раз и обматывает вокруг него трос, а затем закрепляет на тросе крюк. После этого робот может использовать лебедку для того, чтобы натянуть трос и затащить себя наверх.
Инженеры протестировали концепцию в нескольких условиях. Основным тестовым полигоном было помещение их лаборатории, где они создали полосу препятствий с крутым подъемом. Кроме того, они показали, что робот способен подниматься на тросе на вертикальные стены и лестницы с большими ступенями.
Ранее другие инженеры использовали похожую коллаборативную модель с тросами, но для аппаратов одного типа. К примеру, в 2016 году американские инженеры создали двух роботараканов, способных вместе взбираться на препятствия, недоступные для них поодиночке. Сначала один из них толкает второго и помогает ему забраться, а затем второй закрепляется на каком-либо выступе и позволяет использовать себя в качестве точки опоры при натягивании троса. А в конце 2018 года инженеры из США и Швейцарии показали пару квадрокоптеров с колесами, лебедками и механизмами, позволяющими им фиксировать себя относительно пола или зацеплять другие предметы. В качестве примера применения разработчики показали, как пара таких небольших дронов открывают дверь с нажимной ручкой.
Григорий Копиев