Технології
Технології

Швейцарський інженер пішов за дроном на повідці

У рамках навчання дронів взаємодії з людьми, швейцарські інженери пов'язали повідцем оператора з дроном. Гексакоптер тягне людину за трос, перевіряє рівень його натягу, щоб не втратити зв'язку, і таким чином скеровує людину у потрібному напрямку. Так дрон може реагувати на зміни у поведінці людини якщо вона, наприклад, почне іти швидше або зупиниться, а відтак коригувати і власну поведінку у повітрі. Як дрон тягнув за повідець інженерів, вони поділилися у IEEE Robotics and Automation Letters. А відео експерименту, де один з піддослідних ще і прикривається від свого провідника щитом, доступне на каналі розробників.

aslteam / YouTube

aslteam / YouTube

Навіщо саджати дрон на повідець?

Окрім того, що дрони відмінно справляються зі своїм прямим призначенням літати та вже дісталися навіть Марса, окрім моніторингових і літних задач, інженери шукають їм і більш «фізичних» задач: наділяють ніжками чи маніпуляторами і пристосовують до доставки та навіть збору врожаю. І все це, звісно, призведе до збільшення кількості дронів навколо нас. І тому, так само як і зі звичайними «земними» роботами, варто розглянути літаючих у контексті взаємодії роботів з людьми (Human-Robot Interaction). Наприклад, у сфері телекерування.

Людиноподібні роботи або, зазвичай, просто маніпулятори вже давно вміють слухати команди оператора через, наприклад, джойстик, а то і зовсім повторювати дії за людиною, які та виконує у віртуальній реальності. Для цього і людині-оператору, і роботу потрібно чітко розуміти, чого вони прагнуть один від одного, а також потрібно мати точний зворотний зв'язок один від одного. Якщо, наприклад, робот має точно відтворювати рухи людини, то людині для цього потрібно точно розуміти, з якою силою і як робот виконає певне завдання. До того ж наземні роботи вже вміють планувати свої дії, враховуючи, що поруч можуть бути люди (яким або які можуть нашкодити).

Дрони ж поки не наблизилися так сильно до нашого побуту, тому обходяться дистанційним керуванням. Однак якщо дронам довірять більш складні завдання і так більше наблизять їх до людей, потрібно розглянути питання, по-перше, безпечної взаємодії, а по-друге, забезпечення зворотного зв'язку, щоб ця взаємодія була ефективною. І у цій роботі інженери з Федеральної вищої технічної школи Цюриха (ETH Zurich) запропонували пов'язати людей і дронів тросом, а також запропонували для останніх контролер, який допоможе використовувати силу як зворотний зв'язок від взаємодії з оператором.

aslteam / YouTube

aslteam / YouTube

Чим корисний дрон на повідці?

У цій роботі інженери взялися за розробку системи взаємодії дрона з людиною через трос, де завданням дрона є безпечно провести людину у потрібну точку, використовуючи лише цей непрямий канал зв'язку. Це знадобиться, наприклад, людям з порушеннями зору. Однак розробники мали забезпечити дрон вмінням адаптуватися до поведінки людини, адже якщо людина починає іти швидше, то трос провисає і зв'язок втрачається. Тому вони запропонували новий контролер для дрона, де той оцінюватиме не лише поведінку робота, а і надаватиме йому необхідні дані про супутника, орієнтуючись на силу від натягування троса.

Як керувати дроном на повідці?

У новій версії алгоритму керування дрон намагається підтримувати натяг півтораметрового троса на одному рівні і таким чином оцінює ситуацію. Так він, отримуючи координати точки призначення, за допомогою датчика зусилля 800 разів на секунду перевіряє натяг троса і в залежності від цього обирає стратегію, яка допоможе підтримувати натяг на одному рівні. Це зменшує помилку цієї спрямовуючої сили та робить керування дроном більш ефективним. Експерименти, що імітують різну поведінку людини, підтвердили стабільну та в цілому покращену продуктивність нового контролера з відстеження сили. Дрон постійно підтримував натяг троса, що зробило керування ним набагато комфортнішим для оператора.

aslteam / YouTube


Фото в анонсі: Mike Allenspach et al. / IEEE Robotics and Automation Letters, 2022