Американские инженеры разработали новую версию квадрокоптера со складными плечами. Благодаря такой конструкции дрон может прямо в полете сложить два или даже все четыре плеча, чтобы пролететь через узкий проем, или схватить и поднять в воздух предмет. Препринт статьи опубликован на arXiv.org, а видео с демонстрацией его полетов выложено на YouTube.
Мультикоптеры почти всегда имеют конструкцию, при которой вычислительный модуль, аккумулятор, датчики и прочая электроника сосредоточены в относительно небольшом корпусе по центру, а моторы с винтами отдалены от него. В результате бо́льшая часть объема, которую занимает дрон, пустует. При транспортировке эта проблема решается складными плечами, которые уже применяются во многих серийных моделях. Но плечи, складывающиеся в полете, пока применяются только в прототипах.
Один из таких дронов в 2019 году создали Натан Буцки (Nathan Bucki) и Марк Мюллер (Mark Mueller) из Калифорнийского университета в Беркли. В их квадрокоптере каждое плечо было подпружиненно, за счет чего оно складывается, если тяга уменьшилась до 70 процентов, и раскладывается при большей тяге. В новой версии, которую Буцки и Мюллер разработали вместе с Джерри Таном (Jerry Tang), инженеры избавились от пружин и оставили свободно двигающиеся петли крепления плечей к корпусу. Это упростило конструкцию, снизило ее массу и позволило избавиться от ограничения в минимум 70 процентов тяги. В новой версии дрон складывает плечи, меняя направление вращения винтов.
Поскольку у дрона прямоугольный корпус, при складывании двух винтов их оси не совпадают, а располагаются параллельно, поэтому они создают момент вращения. Однако остающиеся параллельными земле моторами в винтами своим вращением в обратную сторону компенсируют этот момент, поэтому даже со двумя сложенными плечами дрон может зависнуть на месте или лететь вперед. Это помогает ему пролетать через горизонтальные проемы, в которые он не поместился бы с разложенными плечами. Также это позволяет хватать предметы, зажимая их между двумя сложенными плечами.
Наконец, новая конструкция позволяет дрону отдохнуть на ветке или тросе: после посадки он выключает все четыре мотора, они опускаются и смещают центр масс ниже точки контакта, обеспечивая таким образом стабильное положение без затрат энергии. Раньше эту проблему решали с помощью отдельных механизмов, в одном из которых авторы даже полностью повторили анатомическое строение лап хищных птиц.
Есть и другие подходы к созданию дрона со складывающимися в полете плечами. Швейцарские инженеры создали дрон, в котором все плечи могут складываться в плоскости вращения винтов, тем самым не сильно влияя на летные характеристики. Но у такой конструкции есть и недостаток: в ней используются четыре сервопривода, утяжеляющие и усложняющие конструкцию.
Григорий Копиев
Он предназначен для исследования гипертермии
Компания Thermetrics разработала термический манекен ANDI, который предназначен для имитации тепловых свойств тела человека. Манекен может выделять тепло с помощью нагревательных элементов, а также имитировать потоотделение и дыхание. Множество сенсоров, размещенных в 35 зонах по всему корпусу манекена, позволяют контролировать температуру и измерять тепловые потоки в реальном времени. Манекен будет использоваться учеными в исследованиях воздействия теплового стресса и гипертермии на человека, сообщает New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Всемирная метеорологическая организация недавно сообщала, что за последние 40 лет волны жары стали случаться в шесть раз чаще. Можно ожидать, что в будущем во многих регионах планеты люди столкнутся с новой климатической нормой, в которой придется приспосабливаться к жизни в условиях, когда температура воздуха достигает 40 градусов Цельсия и выше на протяжении длительных промежутков времени. Известно, что высокие температуры воздуха могут представлять угрозу для здоровья и жизни человека. Однако точные механизмы и последствия воздействия жары на сегодняшний день изучены недостаточно хорошо. В связи с этим возрастает интерес ученых к изучению последствий воздействия теплового стресса на человеческий организм. В опасных для здоровья человека исследованиях, в которых требуется воспроизведение поведения человеческого тела, вместо людей зачастую используются манекены. К примеру, манекены много лет успешно выполняют роль пассажиров при испытаниях автомобилей. По этой же причине ученые из Университета штата Аризона вместо того, чтобы подвергать риску здоровье людей, в проводимых ими исследованиях воздействия теплового стресса на человеческий организм решили воспользоваться испытательным манекеном. Для этого компания Thermetrics, занимающаяся разработкой тепловых манекенов для тестирования спортивной одежды, создала симулирующий человеческую физиологию роботизированный манекен ANDI. Рост ANDI составляет 178,5 сантиметров, а масса — 35 килограмм. Его тело разделено на 35 независимых термических зон. Они снабжены сенсорами и индивидуальными нагревательными элементами, с помощью которых можно имитировать тепловыделение человеческого тела, контролировать температуру и динамически измерять теплопотери и получаемое тепло в режиме реального времени. По всей поверхности манекена размещено множество выходных отверстий системы искусственного потоотделения. Также в манекен встроена система имитации дыхания, которая позволяет контролировать влажность и температуру входящего и выходящего воздуха. Руки и ноги манекена имеют подвижные соединения, поэтому, используя внешние приводы для актуации, исследователи могут управлять манекеном, имитируя ходьбу или другую физическую активность. Скорость отвода тепла можно регулировать за счет встроенной системы водяного охлаждения. Исследователи могут задавать параметры, моделирующие тепловые особенности характерные для людей разного возраста, физического состояния и здоровья. Например, уровень потоотделения пожилого человека будет ниже, чем у молодого спортсмена. https://www.youtube.com/watch?v=ivAQvkoft9o&t=59s Исследования с ANDI можно проводить не только в тепловой камере, но и в естественных условиях. Ученые надеются, что данные, собранные с помощью теплового манекена, помогут им выработать рекомендации для широкого круга людей, которые снизят риски для здоровья. Кроме этого, результаты исследования помогут в создании одежды или других средств индивидуальной защиты для смягчения влияния жары на здоровье людей в условиях меняющегося климата. Рост окружающей температуры сказывается и на образовательной системе. Ученые выяснили, что повышение среднегодовой температуры воздуха и увеличение количества жарких учебных дней приводят к снижению школьной успеваемости.