Колісного робота зі змінюваною формою корпусу навчили облітати перешкоди

Ізраїльські інженери створили гібрид колісного робота і квадрокоптера зі змінюваною геометрією корпусу. Він обладнаний чотирма гвинтами, що дозволяють йому легко долати високі перешкоди, а також чотирма колесами для ефективного пересування по підлозі або подолання вузьких і низьких прорізів. Розробка буде представлена на конференції ICRA 2019.

Колісні роботи і мультикоптери - два великих класи апаратів, що володіють характерними для них достоїнствами і недоліками. Колісні роботи ефективно пересуваються плоскими поверхнями і здатні перевозити на собі вантажі з великою масою. Дрони витрачають на ті ж самі дії набагато більше енергії, але завдяки польоту вони здатні долати перешкоди практично будь-якої висоти і мають набагато більший радіус огляду місцевості. Багато інженерів намагаються поєднати переваги цих апаратів в одній системі, використовуючи два підходи. Одні розробники пропонують створювати єдиний пристрій, що поєднує в собі колеса і гвинти, а інші вважають, що ефективніше застосовувати зв'язку з двох апаратів різних типів, що працюють в парі.

Давид Заррук (David Zarrouk) і Нір Меірі (Nir Meiri) з Університету імені Бен-Гуріона використовували перший підхід і створили єдиний апарат, що поєднує в собі механізми для їзди і польоту. Подібні розробки існували і раніше, але новий гібридний робот має набагато більш незвичайну конструкцію, засновану на більш ранній розробці групи Заррука. Новий робот складається з трьох сегментів: центрального, в якому розташовуються акумулятор, плати управління та інші компоненти, а також двох бічних, на кожному з яких розташовано по два електромотори, що використовуються для обертання гвинтів і коліс. Особливість робота полягає в тому, що він може змінювати кут між двома бічними сегментами завдяки ще одному мотору в центральній частині конструкції.

Змінюючи кут між сегментами, робот може змінювати свою форму з плоскою, вигідною для польоту, на вигнуту, оптимальну для пересування за допомогою коліс. Крім того, під час їзди робот може використовувати цей механізм, щоб змінювати кліренс, а також щоб зменшувати свою висоту при проїзді через низькі прорізи або навпаки зменшувати свою ширину, щоб проїхати через вузьку перешкоду.

Інженери показали кілька експериментів з апаратом. Під час них апарат переміщався по трасах з перешкодами, використовуючи їзду під час пересування по підлозі і політ для прольоту над перешкодами. На відео можна бачити, що перехід між двома типами пересування відбувається практично миттєво. Крім того, розробники продемонстрували, як апарат в режимі польоту перевозить на собі вантаж масою 400 грамів.

Крім легшого подолання перешкод, дрони також мають перевагу в радіусі огляду місцевості. Китайські інженери створили гібридну систему з працюючих в парі колісного робота і дрона, що одночасно створюють карту навколишньої місцевості. Експерименти показали, що разом апарати досліджують навколишнє середовище швидше, ніж поодинці.