Китайцы создали гнездо для дронов с контактной зарядкой
Китайская компания Heisha Tech представила терминал для дрона, позволяющий удаленно управлять им через интернет и заряжать сразу после посадки. Для этого инженеры разработали насадку на серийный квадрокоптер, выносящую контакты для зарядки в нижнюю часть корпуса, и систему в терминале, которая фиксирует аппарат и одновременно с этим подводит контакты зарядного устройства.
Дроны все чаще применяют в промышленных целях. Например, они позволяют сканировать высотные конструкции, чтобы вовремя обнаружить в них признаки износа, а также отслеживать состояние строительства. Ведущие производители мультикоптеров уже частично автоматизировали эти задачи, не говоря об автоматизации полета и съемки, которая доступна даже в недорогих моделях. Но применение дрона не ограничивается полетом: его надо привезти на место, разложить, запустить, а потом проделать эти этапы в обратном порядке. Сторонние компании предлагают разные вариации дрон-терминалов, которые могут проводить эти процедуры либо автоматически, либо под контролем удаленного оператора. К примеру, в прошлом году достаточно технологический терминал показала российская компания. В нем задача зарядки между полетами решена с помощью большого и сложного механизма, достающего аккумулятор и меняющего на новый.
Heisha Tech использовала другой подход, который требует небольшой модификации дрона, но зато уменьшает и упрощает всю систему в целом. Как и в других терминалов для мультикоптеров, в центре DNEST2 находится взлетно-посадочная площадка. Корпус терминала выполнен в виде цилиндра из двух половин, верхняя из которых сдвигается перед взлетом. Главное отличие нового терминала от аналогов заключается в том, как реализована зарядка и фиксация дрона (которая, кстати, есть не во всех таких проектах).
Терминал работает с дроном DJI Mavic 2, который инженеры модифицировали: снизу на нем закреплена квадратная рамка с контактами для зарядки, а сверху контакты подключены к аккумулятору квадрокоптера. В самом терминале есть четыре рейки, которые после посадки прижимаются к квадратной рамке, за счет чего дрон одновременно фиксируется и подключается к блоку питания. На полную зарядку уходит 45 минут, после чего дрон можно отправлять в новый полет.
В остальном терминал похож на аналогичные устройства. Он позволяет дистанционно управлять полетом через интернет и поддерживает автоматическую посадку благодаря визуальным маркерам на посадочной площадке, на которые квадрокоптер ориентируется во время посадки. В терминале также есть датчик температуры и огнетушитель на случай возгорания при зарядке. Стоит отметить, что разработчики выбрали довольно странное расположение компьютера для управления: судя по фотографиям, он устанавливается снаружи без какой-либо защиты от дождя и других факторов.
Помимо терминалов для хранения и зарядки дронов есть и терминалы для грузовых мультикоптеров. В 2020 году американская Matternet выпустила терминал, позволяющий безопасно забирать или отдавать дрону контейнер к грузу без доступа к самому аппарату и его быстро вращающимся винтам.
Григорий Копиев
И реагировать на них движениями
Американские инженеры связали на автоматическом станке свитеры для роботов, которые помогают ощущать прикосновения с помощью вшитых датчиков нажима. Свитеры пригодятся, чтобы управлять движениями роботов на производстве. Работа доступна на arXiv.org. Для работы на производстве с людьми, роботам нужно быть очень осторожными, чтобы случайно не травмировать человека. Есть разные способы сделать роботов безопасными, например прикреплять к ним мягкие подушки. Другая идея — научить роботов быстро определять контакт и отодвигаться от человека. В отличие от людей, у роботов нет кожи, но для них можно сделать другую систему для распознавания ощущений из жестких или эластичных материалов, или даже одежду из текстиля, если встроить в нее датчики прикосновений. Одежду можно быстро изготавливать на ткацком станке в промышленных масштабах, и надевать на роботов разных форм и размеров. Группа инженеров из Университета Карнеги под руководством Джеймса МакКанна (James McCann) и Ян Вэньчжэня (Yuan Wenzhen) создала свитеры для роботов, которые могут надежно определять прикосновения. По словам авторов, обычно у текстильных сенсоров есть проблема: они быстро деформируются и перестают надежно работать. Исследователи попробовали с этим справиться, связав свитеры из трех слоев пряжи. Верхний и нижний слой сделаны из обычного нейлона, на котором чередуются широкие и узкие полосы. Широкие полосы сотканы из полиэстеровой металлизированной пряжи, которая хорошо проводит электричество, а узкие полосы изолятора сделаны из акрила. Средний слой — это сетка из района (искусственного шелка). Чем она тоньше, тем выше чувствительность свитера к легким прикосновениям, и наоборот — плотный средний слой подходит для сильных нажатий. Слои ткани с помощью пуговиц с проводами соединяются с устройством для считывания сопротивления, и вместе с ним превращаются в электронную схему. Когда кто-то дотрагивается до свитера, верхний и нижний слои ткани соприкасаются через отверстия в районовой сетке, и сопротивление в системе уменьшается. По сопротивлению можно определить силу нажатия. Инженеры протестировали, насколько надежно устройство определяет силу и место контакта со свитером. Первая серия экспериментов проверяла, как эффективность сенсоров меняется со временем. Эксперименты включали 42 секунды контакта с сенсорами по 20-30 раз на протяжении 4 дней. Авторы не приводят точные цифры результатов, но утверждают что сенсоры показывали стабильные результаты по определению места контакта все 4 дня, с небольшими погрешностями в конце эксперимента. Также исследователи протестировали точность сенсоров на плоской и изогнутой поверхности. На плоской поверхности по сопротивлению датчиков можно было точно определить силу нажатия. На изогнутой поверхности корреляция между сопротивлением и силой нажатия сохранилась, но выросло ее стандартное отклонение. Таким образом, сложность поверхности негативно повлияла на точность определения нажатия. Наконец, инженеры проверили эффективность чувствительных свитеров на роботах. Они надели свитер на робота Kuri, который должен был повернуть голову в ответ на прикосновение. В будущем технологию RobotSweater можно использовать, чтобы обучать роботов: например, похлопать по плечу в качестве похвалы. Пока инженеры показали, как свитеры могут пригодиться на производстве: например, промышленный робот в свитере останавливается и меняет направление движения в ответ на прикосновения. https://www.youtube.com/watch?v=YGUV1dHuCRc Прикосновения может определять не только одежда для роботов, но и искусственная кожа, которую разработала группа ученых из Стэнфордского университета. Пока кожу испытали на крысах, но авторы планируют в будущем встроить ее в человеческие протезы, чтобы улучшить их чувствительность.