Трикоптери з поворотними роторами навчили спільного перевезення вантажів

Німецькі інженери створили алгоритм управління трикоптерами з поворотними роторами, що дозволяє їм точно керувати рухом підвішеного на тросі вантажу. Як приклад розробники показали польоти одного дрона з важким тросом, а також переміщення вантажу трьома дронами, здатними компенсувати залишковий рух вантажу в кінці маневру. На розробку звернув увагу IEEE Spectrum.

Розробники мультикоптерів вчать їх не тільки самостійно утримувати своє становище, а й працювати разом з іншими дронами. Наприклад, Intel розробила програмне забезпечення для синхронізації польоту сотень дронів, яке вона використовує для світлових шоу. Але є і більш складне завдання - спільний політ з'єднаних один з одним дронів. Як правило, це необхідно для спільного перевезення великих вантажів. При цьому дрону необхідно не тільки відстежувати положення сусідніх літальних апаратів, але і враховувати при розрахунку рухів, необхідних для збереження рівноваги, вплив сусідів і вантажу, що передають зусилля через гнучке з'єднання, наприклад, трос.

Інженери з Університету Саара розробили алгоритм для трикоптерів, що дозволяє їм ефективно компенсувати рух підвішеного вантажу, щоб швидко і синхронно перевозити вантаж в задану точку. В якості апаратної платформи розробники використовували незвичайний дослідницький трикоптер, розроблений в 2015 році. Його особливість полягає в тому, що двигуни, закріплені на трьох променях, можуть рухатися навколо променів і змінювати кут нахилу площини гвинтів відносно землі. За рахунок цього дрон не так сильно сильно відхиляється при польоті в якомусь напрямку, як мультикоптер класичної конструкції.

Спочатку інженери створили математичну модель управління дроном з підвішеним гнучким і відносно важким тросом. Оскільки трос не жорсткий, його рух відбувається не синхронно з рухом дрона. Модель дозволила дрону перевозити трос в задану точку без залишкового руху. Для цього трикоптер заздалегідь починає компенсувати рух троса в кінці маневру таким чином, щоб після його закінчення трос знаходився в практично нерухомому положенні.

Розробивши алгоритм для порожнього тросу інженери взялися за більш складне завдання і масштабували його для декількох ідентичних трикоптерів, що перевозять вантаж, підвішений на декількох тросах. На демонстраційному відео можна бачити, як два і три дрони справляються з синхронним перевезенням металевих конструкцій:

Варто зазначити, що під час випробувань дрони управлялися з використанням даних стаціонарної системи позиціонування. Вона складається з безлічі високошвидкісних камер, розташованих по периметру приміщення і сферичних міток на самих дронах і вантажах, що дозволяють в реальному часі створювати модель всіх об'єктів в кадрі.

Торік інженери зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха створили алгоритм, що дозволяє двом дронам перевозити підвішений вантаж без використання такої системи позиціонування. Замість цього один дрон виступає як ведучий, а другий самостійно відстежує його положення, спостерігаючи за міткою на корпусі. Крім того, вони навчили двох дронів спільно створювати мотузкову переправу, а також перекидати один на одного і самостійно робити сальто з незакріпленим жердиною.