Amazon предложила перевозить грузы распределенными дронами
Компания Amazon предложила перевозить груз с помощью системы из нескольких дронов, связанных с ним с помощью тросов. Аппараты могут синхронизировать между собой свое положение, а при необходимости количество дронов можно менять, рассказывают авторы патентной заявки. На документ обратило внимание издание The Next Web.
Как правило, беспилотные мультикоптеры представляют собой статичную конструкцию с фиксированным количеством винтов — четырьмя, шестью или другим. В таком случае беспилотник может адаптироваться к текущей задаче, только меняя тягу винтов. Кроме того, существуют исследовательские проекты динамических мультикоптеров, в которых конструкция меняется во время полета. К примеру, у некоторых из них складываются плечи с роторами, что позволяет пролетать через узкие препятствия, а у других вся конструкция изгибается нужным образом.
Инженеры из Amazon разработали более необычную концепцию использования дронов, подразумевающую, что несколько отдельных беспилотников образуют вместе с перевозимым грузом единую конструкцию. В поданной компанией патентной заявке описываются различные варианты такой схемы. Она может состоять из любого количества отдельных аппаратов. В этом качестве могут использоваться как небольшие двухвинтовые соосные дроны, так и полноценные квадрокоптеры. Кроме того, авторы отмечают, что в качестве двигателей можно использовать не только электродвигатели, но и другие, к примеру, реактивные.
Концепция подразумевает, что каждый дрон будет связан с грузом с помощью троса, жесткой или телескопической балкой, или каким-то еще способом. Соединения могут быть как жестко зафиксированными, так и разъединяемыми. Это может пригодиться для изменения количества дронов в системе. Сами дроны также могут менять свое расположение в системе. К примеру, один из них может выступать в качестве тянущего, а остальные будут создавать подъемную силу.
Наконец, авторы описали и возможные конфигурации перевозимого груза. Он может иметь форму крыла для уменьшения лобового сопротивления и создания подъемной силы. Кроме того, на нем могут располагаться крепления для дронов, причем в одном корпусе могут совмещаться крепления разных типов.
Amazon с 2016 года испытывает доставку посылок клиентам с помощью дронов и активно патентует различные необычные разработки в этой области. К примеру, ранее Amazon запатентовала метод передачи аудиосообщений с помощью винтов, склады-дирижабли для дронов и контейнеры с подушками безопасности, которые можно сбрасывать с беспилотников. Кроме того, в одном из патентов компании описывается метод саморазрушения неисправного дрона в полете для коррекции его курса и защиты людей на земле. Помимо патентов, компания также предлагает и законодательные меры, связанные с дронами. Например, она предлагает выделить для них отдельную воздушную зону.
Григорий Копиев
А также летать, ездить и самостоятельно прокладывать маршрут
Инженеры разработали робота-трансформера под названием Morphobot M4, который может ездить как четырехколесный ровер, летать как квадрокоптер, ходить как четвероногий робот и стоять вертикально, балансируя на двух ногах-колесах. Кроме того он способен комбинировать эти режимы, чтобы преодолевать встречающиеся на пути препятствия. Робот оснащен автономной системой навигации и может самостоятельно прокладывать маршрут, выбирая подходящий режим передвижения. Благодаря таким возможностям Morphobot сможет применяться для широкого спектра задач, оптимально расходуя энергию. Статья опубликована в журнале Nature Communications. Большинство из существующих сегодня типов роботов не универсальны и не могут передвигаться в любых условиях одинаково эффективно. К примеру, мультикоптеры тратят много энергии в полете и поэтому могут находиться в воздухе непродолжительное время, а колесные и ходячие роботы обладают более высокой энергоэффективностью, но ограничены передвижением по относительно ровной поверхности. Инженеры пытаются обойти эти ограничения через создание гибридных конструкций. Например, американские инженеры совместили квадрокоптер с ходячим двуногим роботом, а разработчики из Кореи собрали гибрид коптера с колесным ровером. Большинство подобных проектов объединяет один недостаток: часть конструкции робота, предназначенная для передвижения в одной среде, никак не используется при движении в другой, выступая лишь в качестве пассивного груза. Инженеры под руководством Мортезы Гариба (Morteza Gharib) из Калифорнийского технологического института решили создать гибридного робота, все части конструкции которого принимают участие в разных типах движения. В результате у них получился робот-трансформер Morphobot M4, который представляет собой гибрид квадрокоптера и четырехколесного робота. Его масса около шести килограмм, а многие детали выполнены из углеволокна и с помощью 3D-печати. В режиме колесного ровера длина робота составляет 0,7 метра, а ширина и высота 0,35 метра. Четыре колеса робота диаметром 0,25 метра расположены на концах балок, которые играют роль подвижных конечностей. Они могут отклоняться сервомоторами в двух направлениях продольно и перпендикулярно в сторону от корпуса. Колеса приводятся в движение отдельными электромоторами. При трансформации в квадрокоптер обода выступают в роли защитных бамперов для воздушных винтов, расположенных внутри колес с электромоторами в осях, а четыре конечности робота разворачиваются, направляя плоскости пропеллеров параллельно поверхности земли. Корпус робота в этом режиме поддерживается расположенными снизу посадочными опорами. Суммарная тяга всех четырех винтов составляет около девяти килограмм. Morphobot может комбинировать два основных режима, например, для того чтобы преодолевать препятствия, которые он не может переехать. Для этого роторы в одной части робота разворачиваются в полетный режим, а вторая пара конечностей продолжает опираться на колеса. Таким образом робот может забираться на крутые склоны с наклоном больше 45 градусов, затрачивая меньше энергии, чем при полноценном полете в режиме квадрокоптера. Также используя пару винтов только с одной стороны М4 может принять вертикальное положение, балансируя на двух колесах, напоминая при этом двуногий ходячий робот. В режиме ровера М4 может регулировать высоту корпуса относительно поверхности, выдвигая конечности с колесами вперед и назад. Это может пригодиться для преодоления препятствий с ограничением по высоте. Робот также может ходить как четвероногий, перебирая конечностями с колесами как ногами, это может пригодится для преодоления неровностей на пути. Помимо этого, М4 способен использовать конечности с колесами в роли манипуляторов, ухватывая и удерживая предметы с помощью колесных ободов. В качестве примера разработчики продемонстрировали, как робот удерживает таким образом небольшой шар, балансируя при этом на двух колесах в вертикальном положении. Morphobot может передвигаться автономно, трансформируясь в наиболее подходящий в текущей ситуации режим. Для низкоуровневого управления используются два отдельных микроконтроллера, которые отвечают за движения колес и конечностей в режиме ровера и за полет в режиме коптера. Навигация и планирование маршрута происходят с помощью компьютера Jetson Nano, который использует данные об окружении, поступающие со стереокамеры Intel RealSense. На борту также есть инерционный измерительный модуль, средства беспроводной коммуникации для удаленного управления и батарея емкостью 4000 миллиампер-час. https://www.youtube.com/watch?v=S4eQXXxUnNE По словам разработчиков, такие способности позволят использовать подобных роботов-трансформеров для широкого спектра задач, например, для поиска и спасения людей во время стихийных бедствий, или в качестве робота для исследования космоса. Ранее мы рассказывали о другом дроне-трансформере с необычной конструкцией под названием DRAGON, которого построили японские инженеры. Он состоит из нескольких сегментов, может менять форму прямо в полете, захватывать предметы, огибая их с двух сторон и поворачивать вентили.