или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

БПЛА BeeRotor стабилизирует свой полет без акселерометра

schedule 11.03.2015 в 11:03 link BeeRotor беспилотники БПЛА
Исследователи биоробототехники в Institut des Sciences du Mouvement - Etienne-Jules Marey разработали первого воздушного робота, способного летать над неровными территориями, который стабилизирует свой полет, не используя акселерометр. Робот называется BeeRotor, он способен самостоятельно регулировать скорость и избегать препятствия благодаря оптическим сенсорам, разработанным по типу органов зрения насекомых. Робот может летать через тоннели с неровными стенами без изменения скорости или высоты полета, - сообщает Robotics.ua.



Все летательные аппараты от дронов до ракетоносителей в настоящее время оснащены инерциальными единицами измерения, в том числе акселерометрами. Это позволяет этим самолетам стабилизировать их крен и тангаж относительно горизонта в направлении центра Земли. Акселерометр измеряет ускорения самолета в том числе его силу притяжения, которая всегда направлена к центру Земли. Тем не менее, это важный инструмент, который не имеет аналогов в насекомых, которые летают вполне удачно без этой информации.

Исследователи Фабьен Эксперт (Fabien Expert) и Франк Раффье (Franck Ruffier) черпали вдохновение из крылатых насекомых, чтобы создать BeeRotor, привязной летательный робот, способен самостоятельно регулировать свою скорость и следовать местности без акселерометра и без измерения скорости или высоты. При весе в 80 граммов и длине в 47 сантиметров он может сам по себе избегать вертикальных препятствий в туннеле с неровными стенами. Чтобы достичь этого, исследователи имитировали способность насекомых использовать прохождение ландшафта, над которым они летают. Это известно как оптический поток, принцип, который легко можно наблюдать при движении по автомагистрали: вид спереди довольно стабильный, но глядя на обе стороны, пейзаж проходит мимо быстрее, достигая максимума под углом 90 градусов к траектории движения транспортного средства.

Особенности биовдохновленного глаза

Для измерения оптического потока BeeRotor оснащен всего лишь 24 фотодиодами (или пикселями), распределенными в верхней и нижней части его глаз. Это позволяет обнаружить контрасты в окружающей среде, а также их движение. Как и в насекомых, скорость, с которой информация перемещается от одного пикселя к другому, обеспечивает угловую скорость потока. При увеличении потока это означает, что скорость робота также увеличивается, а расстояние относительно препятствий сокращается.

В качестве головного мозга BeeRotor имеет три петли обратной связи, которые действуют как три различных рефлекса, которые непосредственно делают использование оптического потока. Первый контур обратной связи позволяет изменять свою высоту таким образом, чтобы следовать за полом или крышей, второй контролирует скорость робота, чтобы адаптировать его к размеру туннеля, через который он летит. Третий цикл стабилизирует зрение по отношению к локальному наклону с помощью специального двигателя. Это позволяет роботу всегда получать лучшее поле зрения, независимо от его степени свободы. BeeRotor, таким образом, избегает очень крутых склонов без акселерометра и без измерения скорости или высоты. Как сообщает robotics.ua патент был вынесен на эту технологию в конце 2013 года.

Где он может применяться

С BeeRotor стало возможным выдвинуть новую, биологически правдоподобную гипотезу, которая объясняет, как насекомые могут летать без акселерометра: крылатые насекомые могут использовать сигналы от оптического потока и оставаться стабильными, благодаря обратной связи, аналогичной тем технологиям, которые использует робот.

Это первый в мире робот, который также имеет промышленное применение. Акселерометры, и, следовательно, инерциальные системы, которые содержат роботы, слишком тяжелые и громоздкие для миниатюрных роботов. С массой порядка одного грамма они не подходят для роботов весом около десяти грамм, которые могут быть использованы, например, для проверки трубопроводов. Легкость требуется также в космической отрасли, где каждый килограмм, отправленный в пространстве, имеет значительную стоимость. Без необходимости замены акселерометров, датчики оптического потока могут быть использованы в качестве резервной сверхлегкой системы в случае отказа во время космического полета.

Комментарии: