Дрон допоміг роботу забратися на височину за допомогою троса

Японські інженери розробили систему з дрона і наземного робота, що працюють в парі. Дрон з висоти створює об'ємну карту місцевості, а також допомагає роботу забиратися на височині. Для цього апарати пов'язані тросом, кінець якого дрон може закріпити в потрібній точці, після чого робот натягує трос за допомогою лебідки і піднімається нагору, розповідають автори статті, яка буде представлена на конференції ICRA 2019.

Як правило, розробники робототехніки використовують у своїх розробках наземних роботів або цивільні мультикоптери. Обидва типи апаратів мають свої незаперечні переваги. Наземні роботи можуть перевозити на собі великі вантажі і витрачати на це мало енергії, а дрони здатні проводити зйомку з висоти і без проблем забираються на високі будівлі та інші об'єкти. Деякі інженери пропонують об'єднувати обидва типи в одному апараті, а інші вважають, що перспективніше використовувати апарати обох типів в парі. Наприклад, нещодавно китайські інженери створили систему з робота і дрона, які спільно будують карту місцевості і завдяки цьому досліджують середовище більш ефективно, ніж кожен апарат поодинці.

Група інженерів з Токійського університету під керівництвом Коїті Хорі (Koichi Hori) доповнила цю концепцію тросом, що допомагає роботу дістатися до важкодоступних місць, куди без проблем може потрапити літальний апарат. Квадрокоптер, використаний у роботі, оснащений обчислювальним модулем, платою контролю польоту, ширококутною камерою, времяпролітним датчиком і лазерним далекоміром. Під час польоту він постійно створює навколо себе об'ємну карту місцевості, в якій поверхні представлені у вигляді вокселів (об'ємний аналог пікселя).

Дрон постійно пересилає актуальну версію карти роботу, який відповідає за планування траєкторії просування. Робот оснащений гусеничним приводом, а також власним обчислювальним модулем і лебідкою з тросом, кінець якого закріплений на дроні.

Під час виконання задачі дрон злітає над роботом і сканує навколишній простір. Робот на основі цих даних розпізнає перешкоди і підйом, на який йому необхідно піднятися. Після підльоту до підйому дрон шукає вертикально стоїть об'єкт, здатний виступати в якості точки закріплення гака. Коли дрон виявляє такий об'єкт, він облітає його кілька разів і обмотує навколо нього трос, а потім закріплює на тросі гак. Після цього робот може використовувати лебідку для того, щоб натягнути трос і затягнути себе нагору.

Інженери протестували концепцію в декількох умовах. Основним тестовим полігоном було приміщення їхньої лабораторії, де вони створили смугу перешкод з крутим підйомом. Крім того, вони показали, що робот здатний підніматися на тросі на вертикальні стіни і сходи з великими сходами.

Раніше інші інженери використовували схожу колаборативну модель з тросами, але для апаратів одного типу. Наприклад, у 2016 році американські інженери створили двох роботараканів, здатних разом підійматися на перешкоди, недоступні для них поодинці. Спочатку один з них штовхає другого і допомагає йому забратися, а потім другий закріплюється на будь-якому виступі і дозволяє використовувати себе в якості точки опори при натягуванні троса. А наприкінці 2018 року інженери з США і Швейцарії показали пару квадрокоптерів з колесами, лебідками і механізмами, що дозволяють їм фіксувати себе щодо статі або зачіпати інші предмети. Як приклад застосування розробники показали, як пара таких невеликих дронів відкривають двері з натисканням ручки.