Швейцарські інженери запропонували механізм, який допоможе дронам лазити стелею. Зазвичай їм важко точно підтримувати точний контакт з поверхнею. Але дворівнева конструкція з всенаправленими колесами приліпила мультикоптер до стелі і забезпечила достатню для нього підтримку, щоб дрон зміг з точністю до міліметра викреслити на стелі напис маркером. Статтю вчені представили на конференції Robotics: Science and Systems 2022.
aslteam / YouTube
Навіщо ліпити дрон до стелі?
Хоча дрони демонструють надзвичайні здібності у польотах, все ж взаємодіяти з чимось у повітряному просторі їм складно. І поки багато областей від будівництва до сфери послуг вже залучають робототехніку, дрони, які могли б бути навіть ефективнішими, залишаються осторонь. Часто це пов'язане з тим, що взаємодія дронів із середовищем, по-перше, може нести небезпеку для них самих, а по-друге, забезпечити точність цієї взаємодії вкрай важко принаймні тому, що коптеру паралельно потрібно підтримувати і політ.
Але команда інженерів з Цюрихського технічного університету ETH Zurich вирішила розширити можливості дронів та залучити їх принаймні до креслення на висоті, щоб у майбутньому вони змогли взяти участь у будівництві.
До дрона приліпили маркер?
Метою дослідження став процес малювання точок, ліній та кривих на стелі для позначення областей, де можна просвердлити або закріпити компоненти. Для цього потрібно не лише наділити коптер засобами для креслення, а і вмінням правильно вести лінію, щоб забезпечити точність ліній. Тому для коптера створили платформу за принципом механізму Г'ю—Стюарта, який має забезпечити стабільність і точність: подібно тому, як це відбувається, коли ви кладете лікоть на стіл, щоб краще і зручніше писати.
У загальному вигляді цей механізм виглядає як дві платформи, одна з яких нерухома, що поєднані шістьома пружними з'єднаннями, і так забезпечують шість ступенів свободи, що стане у пригоді для стабілізації положення. У своїй роботі вчені модифікували механізм трьома всенаправленими колесами з серводвигунами, щоб забезпечити коптеру більше точок контакту з поверхнею, але при цьому плавний рух. Також верхню платформу доповнили маркером для креслення, а нижню — камерою, яка допоможе відстежувати зміщення верхньої платформи.
Створена для дрона платформа та маркери для захоплення руху верхньої її частини камерою. aslteam / YouTube
Як дрон полазив стелею?
Свій підхід вчені випробували на гексакоптері, який може змінювати кут нахилу кожного свого гвинта, що допомагає підтримувати статичне положення. Камера для захоплення руху на платформі має відстежувати за її змінами положення дрона і так забезпечувати найточнішу траєкторію його руху, а отже і точність його креслень. Так коптер зміг накреслити круг радіусом 250 міліметрів зі швидкістю 5 сантиметрів на секунду і максимальним прискоренням у 2,5 сантиметра на секунду у квадраті. Похибка дрона складає не більше двох міліметрів у будь-якому напрямку, тому він зміг передати на стелі маркером вітальний напис, точно повторив задану траєкторію.
aslteam / YouTube
У майбутньому свою платформу вчені планують випробувати і на інших видах дронів, а також долучити їх до малювання на складніших поверхнях.
aslteam / YouTube
Роботи не вперше долучаються до творчості. Наприклад, нещодавно ми розповідали про підвісного робота, який став графіті-художником.
Що ще можна почепити на дрон?
🧯 Модуль для вогнегасної капсули, яку дрон закидатиме у вікна палаючих багатоповерхівок
🍗Пташині ніжки, щоб дрон міг сідати на гілки та відпочивати
🎣 А можна підгледіти у риб-причеп їхні присоски та сконструювати таку для дрона, щоб він чіплявся і до стелі, і до інших роботів