Ученые из Калифорнийского технологического института (Caltech) создали уникального дрона-трансформера, способного изменять конфигурацию прямо в воздухе и мягко приземляться уже готовым к дальнейшему движению.
Новый робот получил название ATMO (Aerially Transforming Morphobot). Его конструкция включает четыре двигателя, которые используются для полёта. Особенность в том, что защитные кожухи двигателей могут трансформироваться в колёса, обеспечивая роботу возможность передвигаться по земле. Вся трансформация осуществляется с помощью одного центрального мотора, регулирующего положение шарнира: когда двигатели поднимаются вверх, робот переходит в режим квадрокоптера, а при опускании вниз — в режим наземного транспорта. Идея вдохновлена природой, поскольку многие животные способны легко переключаться между разными типами движения. Аспирант Caltech Йоаннис Мандралис пояснил, что птицы, например, быстро меняют положение тела, переходя от полёта к бегу, чтобы избегать препятствий и маневрировать на земле. «Способность трансформироваться непосредственно в воздухе значительно увеличивает автономность и надёжность таких устройств», — отметил исследователь. Тем не менее, аэродинамические условия при изменении формы робота в полёте представляют собой серьёзную задачу. По словам профессора аэронавтики и медицинской инженерии Мори Гхариба, директора Центра автономных систем и технологий Caltech (CAST), эта проблема долгое время волнует специалистов аэрокосмической отрасли. Например, даже у вертолётов при посадке возникают сложности из-за турбулентности, вызванной отражением воздушного потока от земли. Для робота ATMO задача ещё сложнее, поскольку его четыре двигателя постоянно меняют направление тяги в процессе трансформации, что усиливает турбулентность. Чтобы изучить возникающие аэродинамические силы, учёные провели серию экспериментов в лаборатории CAST с использованием тензодатчиков и визуализации воздушных потоков дымом. Результаты исследований позволили создать инновационный алгоритм управления. Система основана на методе прогнозирующего контроля, который в реальном времени анализирует поведение робота и оперативно корректирует его действия. «Главная инновация нашей работы — это именно алгоритм управления, — подчеркнул Мандралис. — Классические квадрокоптеры используют стандартные контроллеры, а здесь мы имеем дело с динамически изменяющейся системой, требующей постоянного адаптивного управления». Разработчики считают, что высокая манёвренность и стабильность нового робота откроют перспективы его применения в коммерческой сфере, например, для доставки грузов, а также помогут в создании автономных исследовательских аппаратов. #Т24_техника
Т24
Ученые из Калифорнийского технологического института (Caltech) создали уникального дрона-трансформера, способного изменять конфигурацию прямо в воздухе и мягко приземляться уже готовым к дальнейшему движению.
Новый робот получил название ATMO (Aerially Transforming Morphobot). Его конструкция включает четыре двигателя, которые используются для полёта. Особенность в том, что защитные кожухи двигателей могут трансформироваться в колёса, обеспечивая роботу возможность передвигаться по земле. Вся трансформация осуществляется с помощью одного центрального мотора, регулирующего положение шарнира: когда двигатели поднимаются вверх, робот переходит в режим квадрокоптера, а при опускании вниз — в режим наземного транспорта.
Идея вдохновлена природой, поскольку многие животные способны легко переключаться между разными типами движения. Аспирант Caltech Йоаннис Мандралис пояснил, что птицы, например, быстро меняют положение тела, переходя от полёта к бегу, чтобы избегать препятствий и маневрировать на земле.
«Способность трансформироваться непосредственно в воздухе значительно увеличивает автономность и надёжность таких устройств», — отметил исследователь.
Тем не менее, аэродинамические условия при изменении формы робота в полёте представляют собой серьёзную задачу. По словам профессора аэронавтики и медицинской инженерии Мори Гхариба, директора Центра автономных систем и технологий Caltech (CAST), эта проблема долгое время волнует специалистов аэрокосмической отрасли. Например, даже у вертолётов при посадке возникают сложности из-за турбулентности, вызванной отражением воздушного потока от земли.
Для робота ATMO задача ещё сложнее, поскольку его четыре двигателя постоянно меняют направление тяги в процессе трансформации, что усиливает турбулентность. Чтобы изучить возникающие аэродинамические силы, учёные провели серию экспериментов в лаборатории CAST с использованием тензодатчиков и визуализации воздушных потоков дымом.
Результаты исследований позволили создать инновационный алгоритм управления. Система основана на методе прогнозирующего контроля, который в реальном времени анализирует поведение робота и оперативно корректирует его действия.
«Главная инновация нашей работы — это именно алгоритм управления, — подчеркнул Мандралис. — Классические квадрокоптеры используют стандартные контроллеры, а здесь мы имеем дело с динамически изменяющейся системой, требующей постоянного адаптивного управления».
Разработчики считают, что высокая манёвренность и стабильность нового робота откроют перспективы его применения в коммерческой сфере, например, для доставки грузов, а также помогут в создании автономных исследовательских аппаратов.
#Т24_техника