Американские инженеры разработали робота-ленивца, способного лазать по тросам и перемещаться с одного троса на другой. Благодаря относительно малому потреблению энергии и использованию солнечных панелей подобного робота можно практически неограниченное время использовать для наблюдений на деревьях в лесу, рассказывают авторы статьи, представленной на конференции ICRA 2019.
Создание роботов, способных лазать по тросам — важная технологическая задача, наработки из которой потенциально применимы во многих областях. К примеру, в 2016 году в России создали робота для проверки высоковольтных линий электропередачи. Дрон спускает такого робота на грозозащитный трос, после чего тот самостоятельно перемещается вдоль основных проводов и осматривает их. Кроме того, потенциально таких роботов можно применять для исследований в густых лесах, в которых ветки соседних деревьев соприкасаются.
Инженеры из Технологического института Джорджии под руководством Магнуса Эгерштедта (Magnus Egerstedt) вдохновились ленивцами и решили создать энергоэффективного робота, на основе которого можно было бы создать робота, способного лазать по веткам. Робот состоит из двух частей и передвигается благодаря колесу в каждой части, соприкасающемуся с тросом.
Кроме того, в каждой части робота есть две полноценные шестерни и две связанные с ними, но с вырезанным сектором. Внутрь такой шестерни продет трос. При движении вперед шестерня расположена таким образом, чтобы трос не мог выйти за ее пределы. Если же роботу необходимо перейти на смежный трос, шестерня поворачивается так, чтобы вырез располагался горизонтально. Перемещаться между смежными тросами роботу помогает еще один двигатель в петле, соединяющей две части.
Для питания робот использует аккумулятор емкостью 1000 миллиампер-часов, а также две солнечные панели, располагающиеся по бокам одной из частей. Разработчики отмечают, что благодаря применению колес для движения по тросам, а также пассивному механизму удержания, робот имеет большую энергоэффективность, чем другие роботы, предназначенные для перемещения по тросам.
Кроме создания аппаратной платформы инженеры также написали для робота программное обеспечение, позволяющее ему самому прокладывать путь по тросам. Пользователь может указать точку, за которой необходимо наблюдать, после чего робот, имея карту системы тросов, самостоятельно рассчитает путь до наиболее близкой к заданной точке наблюдательной позиции.
Ранее инженеры из Технологического института Джорджии создали другого робота-ленивца для работы на тросе. Он так же состоит из двух частей, но имеет совершенно другую конструкцию и принцип работы. Он способен зацепляться концом одной части за трос и раскачивать другую, чтобы затем зацепиться ей. После этого он может отпустить первую часть и снова начать раскачиваться для того, чтобы двигаться дальше.
Григорий Копиев
Это позволяет тратить в пять раз меньше энергии, чем при полете
Стартап Revolute Robotics из Аризоны разработал гибридного робота, который способен как летать, так и ездить по поверхности. Он представляет собой квадрокоптер, закрепленный на кардановом подвесе внутри металлической клетки сферической формы. Она защищает дрон от повреждений при столкновении с препятствиями, а также выступает в роли опоры при движении по земле, так как благодаря подвесу может свободно вращаться вокруг дрона во всех направлениях. По замыслу разработчиков, робот будет использовать для дистанционного обследования технического состояния оборудования и охраны объектов, сообщает издание New Atlas. Идея о размещении дронов целиком внутри защитного каркаса не нова. Несмотря на дополнительный вес, такой подход позволяет защитить дрон со всех направлений от повреждений при столкновении с препятствиями. Особенно это актуально при полетах в тесных помещениях с большим количеством объектов, например, с целью инспекции состояния оборудования технических сооружений. Такой дрон, к примеру, сделала швейцарская компания Flybotix. Разработанный ею бикоптер имеет защиту в виде почти сферической сетки, полностью покрывающей беспилотник. Схожую конструкцию для защиты дрона использовали и японские инженеры. Однако у предложенного ими варианта была особенность — сферическая защитная клетка, состоящая из двух независимых полусфер, имела возможность свободно вращаться вокруг двух осей, благодаря чему соприкосновение с препятствием меньше влияло на траекторию полета. Дрон, разрабатываемый стартапом Revolute Robotics, также помещен внутрь металлической защитной сетки сферической формы, которая способна вращаться вокруг беспилотника. Но благодаря карданному подвесу, которым квадрокоптер изнутри соединен со сферической оболочкой, это вращение может происходить не по двум осям, а в любом направлении. Эту способность инженеры решили использовать — робот может не только летать, но и ездить по поверхности, используя собственную защитную оболочку в роли всенаправленного колеса. https://www.youtube.com/watch?v=YUcwM7pCZkk Перемещение по поверхности происходит с помощью воздушных винтов дрона, который может наклоняться внутри свободно вращающейся вокруг него сферической оболочки в нужном направлении, регулируя скорость и направление движения. Упругая конструкция клетки и колец подвеса сглаживает толчки и удары, выполняя роль амортизатора. Регулируя уровень тяги пропеллеров, робот способен взбираться по крутым склонам, а при встрече с препятствием, которое нельзя переехать, может просто облететь его по воздуху. При этом на полет тратится в пять раз больше энергии, поэтому передвижение по поверхности оказывается предпочтительнее. В качестве полезной нагрузки робот может нести камеры, лидары и другие сенсоры. Поэтому его можно будет использовать, например, для составления трехмерных карт объектов и обследования технического состояния оборудования и инженерных сооружений, в том числе для инспекции труб. Другим возможным применением робота, по мнению разработчиков может стать охрана территории. Впрочем, защитный каркас — не всегда наилучшее решение, ведь дополнительный вес защиты будет уменьшать время работы дрона. Поэтому инженеры компании Cleo Robotics, которые разработали дрон Dronut X1 специально для работы в помещениях, применили другой подход. Два соосных несущих винта дрона X1 находятся полностью внутри похожего на пончик корпуса, и поэтому надежно защищены от встречи со стенами и другими препятствиями.