Дрону доверили вязку арматуры
Американская компания SkyMule показала испытания дрона, помогающего строителям при подготовке арматуры к заливке бетона. Он самостоятельно летает над уложенной арматурой и связывает прутья, экономя время рабочих.
Практические все строения из бетона создаются с использованием стальной или композитной арматуры — длинных продольных и поперечных стержней, которые образуют внутри бетона сетчатую конструкцию, увеличивающую прочность конструкции после застывания бетона. Перед тем, как залить бетон, рабочие укладывают арматуру вдоль и поперек, а затем связывают ее, скрепляя пересекающиеся прутья при помощи проволоки (в отдельных случаях вместо проволоки используется сварка). Вязка позволяет зафиксировать прутья арматуры в нужном положении перед заливкой бетона, а также увеличивает итоговую прочность. Это простой процесс, который не требует долгой подготовки, но он отнимает у рабочих довольно много времени и тем самым увеличивает длительность стройки. Для ускорения процесса можно использовать пистолет для вязки, который сам наматывает проволоку на пересечение, но это все равно требует, чтобы строитель сам ходил по еще не связанной сетке из арматуры.
Компания SkyMule разработала дрон, который оснащен таким же пистолетом, но делает всю работу сам. Инженеры использовали квадрокоптер с большими посадочными опорами и закрепили на его дне пистолет для вязки арматуры. Он закреплен на подвижной платформе, поэтому после посадки дрон корректирует его положение, устанавливая ровно над перекрестием двух прутьев. После этого пистолет опускается и наматывает проволоку.
Благодаря подвижной платформе дрон может за один раз (одну посадку) обмотать проволокой две перекрестия. После того как доступные ему перекрестия заканчиваются, он приподнимается в воздух на пару десятков сантиметров и перелетает на соседние.
Компания утверждает, что дрон ускоряет процесс вязки в 2,4 раза, а также делает его на 32 процента дешевле, но не уточняет, как именно она вела расчеты.
Ранее мы рассказывали о других роботах и дронах, заменяющих строителей или помогающих им. Например, швейцарские инженеры научили робота самостоятельно создавать арматурный каркас и сваривать его в перекрестиях, а американцы создали дрон, самостоятельно садящийся на крышу и прибивающий к ней черепицу.
Григорий Копиев
Его система управления автоматически находит оптимальные точки в воздушных потоках
Инженеры разработали алгоритм управления для беспилотников самолетного типа, который позволяет парить на восходящих воздушных потоках, расходуя в 150 раз меньше энергии, чем при активном полете с работающим двигателем. Алгоритм отслеживает и подстраивается под непрерывно изменяющиеся воздушные потоки, сохраняя высоту. Препринт доступен на arXiv.org. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Беспилотники самолетного типа более энергоэффективны, чем мультикоптеры. Благодаря крыльям они способны преодолевать большие дистанции и могут гораздо дольше находиться в воздухе. Причем эти параметры могут быть увеличены за счет парения — планирующего полета, в котором аппарат использует восходящие воздушные потоки для удержания в воздухе без использования тяги двигателей, аналогично тому, как это делают некоторые птицы. Группа инженеров под руководством Гвидо де Круна (Guido de Croon) из Делфтского технического университета разработала систему управления, которая позволяет беспилотникам самолетного типа без какой-либо предварительной информации о поле ветра самостоятельно находить оптимальные точки в восходящих воздушных потоках и использовать их для длительного парения с минимальным расходом энергии. В системе управления вместо обычного ПИД-регулятора используется метод инкрементальной нелинейной динамической инверсии, контролирующий угловое ускорение, подстраивая его под желаемые значения. Система управления может без изменения настроек работать и в режиме парения, и при полете с включенным двигателем во время поиска новых оптимальных точек в воздушных потоках или для компенсации резких порывов ветра. Для поиска оптимальных точек в поле ветра, в которых скорость снижения полностью компенсируется восходящим потоком воздуха, применяется алгоритм имитации отжига. Он случайно выбирает направления в пространстве пытаясь найти такую точку, в которой беспилотник может устойчиво лететь с минимально возможной тягой двигателя. Для тестов инженеры построили 3D-печатный прототип на основе модели радиоуправляемого самолета Eclipson model C. Он имеет размах крыла 1100 миллиметров и массу 716 грамм вместе с аккумуляторной батареей. В качестве полетного контроллера применяется Pixhawk 4. Помимо установленного под крылом и откалиброванного в аэродинамической трубе сенсора скорости, беспилотник имеет GPS-модуль для отслеживания положения во время полетов на открытом воздухе. В помещении применяется оптическая система Optitrack. Испытания проводились в аэродинамической трубе, возле которой установили наклонную рампу, для создания восходящего воздушного потока. Прототип запускали в воздушном потоке сначала на ручном управлении, после чего включали автопилот. Разработчики провели эксперименты двух типов. В первом они постепенно изменяли скорость воздушного потока от 8,5 до 9,8 метров в секунду при фиксированном угле наклона рампы. Во втором эксперименте скорость воздушного потока оставалась неизменной, зато менялся угол установки подиума. В обоих случаях алгоритм системы управления быстро находил в поле ветра точки, в которых мог поддерживать планирующий полет в течение более чем 25 минут, лишь изредка задействуя тягу двигателя в среднем лишь на 0,25 процента от максимальной, хотя при таких значениях воздушного потока для поддержания обычного полета требуется около 38 процентов. При изменении поля ветра из-за изменившегося угла наклона рампы или скорости воздушного потока алгоритм успешно находил и удерживал новое положение равновесия. В будущем инженеры планируют провести испытания на открытом воздухе. https://www.youtube.com/watch?v=b_YLoinHepo Американские инженеры и планетологи предложили использовать планер, способный длительное время держаться в воздухе за счет восходящих потоков и термиков, для изучения каньонов Марса. Предполагается, что такие аппараты с надувными разворачиваемыми крыльями могут стартовать с аэростата или дирижабля и затем планировать в атмосфере Марса от 20 минут до суток.