Жуки и микророботы получили поворотную Bluetooth-камеру
Американские инженеры разработали носимую камеру для жуков. Ее масса составляет менее четверти грамма без учета аккумулятора: такая нагрузка не мешает жуку двигаться и балансировать. Камера может менять ракурс, поворачиваясь по горизонтали, снимать монохромное видео с частотой до пяти кадров в секунду и в реальном времени передавать его на смартфон по Bluetooth, рассказывают авторы статьи в Science Robotics.
Инженеры много лет работают над созданием автономных миниатюрных роботов: к примеру, Rolls-Royce спонсирует создание микророботов для диагностики двигателей изнутри без их разбора, а американское агентство DARPA планирует получить технологии создания таких роботов, по-видимому, для разведки. Промежуточные успехи в этой области уже есть, но пока даже самые совершенные микророботы отстают по эффективности от насекомых, которые эволюционно развивали и оптимизировали свои органы на протяжении сотен миллионов лет. Поэтому параллельно с разработкой роботов инженеры также занимаются созданием гибридов: насекомых, оснащенных электроникой, позволяющей собирать данные или даже управлять движением животного.
Инженеры из Вашингтонского университета под руководством Шиамната Голлакота (Shyamnath Gollakota) и Викрама Айера (Vikram Iyer) создали небольшую подвижную и беспроводную камеру, которую можно использовать как на насекомых, так и в составе микророботов: оба применения авторы показали на практике.
Модуль камеры устроен довольно просто: в нем есть литий-полимерный аккумулятор, плата с микроконтроллером, акселерометром и Bluetooth-приемопередатчиком, еще одна плата с повышающим преобразователем и подвижный блок камеры. Для того, чтобы камера могла двигаться, она закреплена на пьезоэлектрическом актуаторе. При подаче напряжения с платы он изгибается в одну или другую сторону, а камера через простую механическую передачу наклоняется в обратном направлении. Это позволяет менять направление камеры на 30 градусов в каждую сторону.
Общая масса системы составляет 248 миллиграммов без аккумулятора, который авторы не учитывали в расчетах. Судя по данным производителя использованной модели аккумулятора, его масса составляет примерно 450 миллиграммов.
Авторы испытали камеру, закрепив весь блок на жуках-чернотелках двух видов: Asbolus laevis и Eleodes nigrina. Они выпустили жуков возле лаборатории и собирали данные с них по Bluetooth. Система была запрограммирована так, что съемка начиналась только когда акселерометр обнаруживал заметное движение. Камера снимала монохромные кадры с разрешением 160 на 120 пикселей с частотой от одного до пяти кадров в секунду. Эксперименты показали, что аккумулятор позволяет системе работать от двух до шести часов.
Кроме того, инженеры собрали с этой камерой трехногого робота, передвигающегося благодаря вибромоторам, как килоботы. Общая такого робота составляет 2,8 грамма.
Недавно одни из лидеров в разработке микророботов — группа инженеров из Гарвардского университета — создали уменьшенную версию четвероногого роботаракана HAMR. Он имеет массу 320 миллиграммов без учета аккумулятора, но его полезная нагрузка позволяет добавить ему еще 3,5 грамма компонентов, в том числе аккумулятор со всех сопутствующей электроникой. Эксперименты показали, что он способен передвигаться со скоростью до 14 длин тела в секунду.
Григорий Копиев
Управлять им может один человек
Инженеры из немецкого стартапа FORMIC Transportsysteme разработали полуавтоматическую систему для транспортировки тяжелых крупногабаритных грузов. Ее основной компонент — шестиколесные роботизированные платформы, каждая из которых способна перевозить на себе до 2,5 тонн груза. Несколько робоплатформ могут объединяться в единую группу с грузоподъемностью до 37,5 тонн, автоматически отслеживая и синхронизируя движения между собой, сообщает New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Когда в ограниченном пространстве производственного цеха требуется переместить объект, который имеет большие габариты и массу (крупногабаритный станок или другое тяжелое промышленное оборудование), то в такелажных работах задействуют подкатные роликовые системы перемещения. Они представляют собой отдельные небольшие тележки на роликах с плоской опорой для груза сверху. Несколько тележек подкатываются под груз и каждая принимает часть общей массы на себя. Однако существенным минусом такого подхода остается необходимость вручную контролировать дальнейшее перемещение груза. Инженеры из стартапа FORMIC Transportsysteme, созданного на базе Технологического института Карлсруэ, разработали роботизированный вариант подкатных платформ, с помощью которых можно автоматизировать процесс перемещения массивных крупногабаритных грузов. Каждая платформа представляет собой отдельного самодвижущегося робота на шести колесах — по три с каждой стороны. Благодаря такой конструкции робоплатформа способна двигаться вперед, назад, разворачиваться на месте, а также преодолевать небольшие неровности, встречающиеся на пути. https://www.youtube.com/watch?v=6JOdteRghJg Самостоятельно каждая платформа системы может перемещать на себе груз массой до 2,5 тонн и может поднимать грузы, расположенные на минимальной высоте от пола около 25 мм. Отдельные платформы способны объединяться в группу и действовать совместно как единое целое. В этом случае модули отслеживают и синхронизируют свое взаимное положение и перемещение с помощью встроенных видеокамер, а также обмениваясь радиосигналами. Управляет системой оператор с помощью пульта с джойстиками, на экране которого отображается текущее положение всех модулей, а также их взаимная ориентация относительно друг друга. К примеру, можно заставить платформы повернуть груз на месте вокруг вертикальной оси, проходящей через выбранную оператором точку. Для того чтобы выполнить эту команду, все составляющие группу модули автоматически разворачиваются на месте на нужные углы таким образом, чтобы их совместное движение в результате приводило к повороту установленного на них объекта вокруг заданной точки. Благодаря этому можно совершать точные маневры с грузом в ограниченном пространстве. https://www.youtube.com/watch?v=sKYYZj0_y0g На данный момент максимальное возможное число модулей в рое ограничено пятнадцатью из соображений безопасности управления ими, но в будущем количество может быть увеличено. Общая грузоподъемность пятнадцати робоплатформ составляет 37,5 тонн, однако, по словам разработчиков, для большинства работ будет достаточно трех, а управлять перемещением груза может один человек. Старт продаж системы должен начаться в этом году. А вот если груз упакован в контейнеры массой не более 25 килограмм, то не исключено, что работу с таким грузом в недалеком будущем можно будет доверить человекоподобному роботу Apollo, разрабатываемому американской компанией Apptronik. Несмотря на то, что Apollo позиционируется как робот общего назначения, на первое время его основной деятельностью должна стать работа с грузами на складах и в производственных помещениях.