Летающий робот с четырьмя квадрокоптерами может сам контролировать положение в пространстве

Хотя беспилотные летательные аппараты (БПЛА), или дроны, широко используются в различных целях, до совершенства им далеко. Существует несколько конструкций воздушных беспилотников с различными преимуществами и характеристиками, но у большинства обычных воздушных роботов меньше независимых приводов, чем степеней свободы. На другом полюсе развития дроновой техники — летающие роботы, у которых больше независимых приводов, чем степеней свободы.


Сравнительно несложные системы часто более экономичны и просты в управлении. Однако зачастую часто менее надёжны и не столь способны к самоконтролю положения и ориентации в пространстве.

Исследователи из Баскского научно-технического объединения Tecnalia (BRTA), Испания, недавно разработали нового воздушного робота, который может независимо контролировать собственное положение и направление. Летающий робот оснащён четырьмя квадрокоптерами, совместно несущими его корпус.

Соавтор изобретения Иманол Ириарте рассказал, что они с коллегами стремились расширить границы применения беспилотных летательных аппаратов за пределы задач пассивного наблюдения. Так, хотелось сделать устройство для автоматизации работ на высоте или в удалённых местах: транспортировки грузов, мониторинга оборудования или обслуживания инфраструктуры.

Так возникла концепция воздушного робота с несколькими приводами. Сконструированный в итоге БПЛА состоит из основного корпуса, через универсальные шарниры соединенного с четырьмя квадрокоптерами.



Квадрокоптеры совместно несут основной корпус, что позволяет независимо управлять шестью степенями его свободы, так что робот может выполнять сложные манёвры и точнее взаимодействовать с окружающей средой, объяснил Ириарте. Главные преимущества беспилотника — высокая управляемость, способность взлетать и приземляться на наклонных поверхностях, а также возможность изменять вектор тяги.

В дополнение к воздушному роботу изобретатели также создали специальный алгоритм управления, который преобразует положения в пространстве основного корпуса в команды угловой скорости для 16 пропеллеров робота. Программное обеспечение также эффективно нивелирует внешние помехи, тем самым ещё больше повышая управляемость.

Ириарте рассказал, что летающий робот способен самостоятельно отслеживать шесть степеней свободы своего основного корпуса, используя только пассивные механизмы, что невыполнимо для обычных мультироторов. (Мультиротором называют летательный аппарат вертолётного типа с несколькими несущими винтами).

Разработчики испытали БПЛА и методом компьютерной симуляции, и в реальных условиях. И убедились, что летающий робот может автономно контролировать шесть степеней свободы корпуса, что недостижимо для обычных воздушных беспилотников.

В следующих исследованиях баскские робототехники планируют повысить уровень автономности устройства, улучшить производительность и надёжность летающей системы, а также продумать узкоспециализированные типы нового дрона.