Вертолёт, 2012 № 03-04
Шрифт:
В Австрии уже несколько лет проводится шоу беспилотников, которое стало частью ежегодного музыкального и мультимедийного фестиваля. Одним из организаторов светового шоу является лаборатория GRASP Lab уже упомянутого выше Университета Пенсильвании. В этом году специалисты австрийской компании Ars Electronica Futurelab создали компьютерную модель воздушной хореографической композиции и оборудовали беспилотники-квадрокоптеры Hummingbird специальным радиоприемным оборудованием и компьютеризированными модулями.
Инженеры запустили в небо полсотни небольших летательных аппаратов с меняющими цвет фонарями. В результате 50
Это лишь единичные примеры того, что могут вытворять маленькие роботы-квадролеты. По той информации, что периодически появляется в Сети, прессе и на телевидении создается впечатление, что сегодня тема конструирования квадрокоптеров развивается семимильными шагами. Долгое время такие проекты, как квадрокоптер, воспринимались как игрушки. Но сегодня становится понятно, что с помощью этого аппарата можно выполнять полезную работу. Появился стимул вкладывать в это направление силы, энергию, мысли и развивать его.
Кроме обрывочных новостей и забавных роликов в Сети, популяризации квадрокоптеров способствуют тематические конкурсы летающей робототехники. Они, собирая умельцев, создающих нечто ценное и интересное с точки зрения сложных технических решений, становятся просто кладезем инженерной мысли.
Подобные конкурсы смело можно назвать фестивалями науки и техники. Их задача – в простой и интересной форме рассказать о новейших достижениях. Любой посетитель может на практике понять как, над чем и насколько успешно работают лучшие умы мира.
Например, Агенство DARPA (Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США, отвечающее за разработку новых технологий для использования в вооруженных силах) периодически проводит подобные мероприятия, и в этом году объявило открытый конкурс на проект лучшего беспилотного летательного аппарата. До его завершения еще много времени, но в лидерах уже выделилась тройка оригинальных проектов. GremLion – проект Национального университета Сингапура. В режиме ожидания представляет собой сферу на небольших колесах. Сложенные лопасти двух несущих винтов располагаются внутри корпуса и раскрываются подобно тюльпану. Проект от UAVForge под названием X-MAUS – это квадрокоптер со складывающейся конструкцией и управлением на основе платформы Arduino. Третий аппарат – QuadShot от компании TU Delft – также выполнен по схеме квадрокоптера и напоминает истребитель из «Звездных войн». Как правило, все «находки» конкурсов DARPA потом берет в свой актив.
В Нидерландах ежегодно проходит Международная конференция по микроавиации (IMAV). Там бывают широко представлены самые разнообразные летательные аппараты, среди которых много автономных роботов оригинальной конструкции – квадрокоптеры, орнитоптеры и другие. Участниками выставки в рамках этой конференции становятся как крупные компании, специализирующиеся на этом направлении, так и частные лица, которые становятся активными участниками форумов и конкурсов в рамках IMAV.
Ну и, конечно же, самый широко известный в узких кругах – это международный конкурс летающих роботов (International Aerial Robotics Competition, IARC), ежегодное открытое соревнование беспилотных автономных летающих роботов, которое проводится с 1991 года. Конкурс призван стимулировать создание небольших, но очень умных летающих роботов, способных автономно, без постороннего вмешательства, выполнять сложные задачи.
Конкурс был организован бывшим президентом Международной ассоциации беспилотных транспортных средств (Association for Unmanned Vehicle Systems International, AUVSI) Робертом Михельсоном, а IARC выступила организатором и спонсором призового фонда.
Ежегодно на каждом этапе организаторы конкурса придумывают миссию в виде сценария, которую на момент постановки задачи не может выполнить ни один из существующих гражданских или военных беспилотных летающих роботов. За выполнение миссии устанавливается денежный приз. И команды предоставляют на конкурс созданных им роботов, способных решить поставленную задачу. Если ни одна из команд не смогла выполнить миссию, она остается прежней, а призовое вознаграждение увеличивается.
В первой миссии беспилотнику ставилась задача самостоятельно перенести небольшой груз (металлический диск) из одного конца площадки в другой. Победителем стала команда Стенфордского университета.
Вторая миссия заключалась в розыске токсичных отходов. Необходимо было попасть на свалку токсичных отходов, где в беспорядке захоронено пять бочек. Определить содержимое каждой бочки по находящимся возле них этикеткам и вернуться с образцом содержимого одной из них. В 1996 году команде Массачусетского технологического института и Бостонского университета при поддержке Draper Labs удалось создать робота, который правильно определил расположение всех пяти бочек с отходами и содержимое двух из них, то есть решил около 75% задачи. Однако только в следующем году команда из Университета Карнеги-Меллон смогла выполнить миссию полностью.
Задачей третьей миссии стали поисково-спасательные работы. Нужно было пролететь в зону бедствия среди огня, облаков ядовитого газа и разрушений. Найти мертвых и живых, неспособных самостоятельно выбраться. Живые определялись по движению и имитировались с помощью специальных роботов. Победителем в 2000 году стал робот из Берлинского технического университета, который смог избежать всех опасностей и успешно обнаружить всех живых.
Четвертая миссия предполагала, что беспилотный автономный летательный аппарат за 15 минут должен пролететь по открытой местности 3 мили (около 5 км), найти определенное здание, залететь в его окно, сфотографировать обстановку и вернуться. Для четвертого этапа было придумано несколько сценариев с аналогичным способом решения. Первый из них предполагал, что недружественным государством были захвачены заложники. Автономный летательный аппарат, выпущенный с подводной лодки в трех милях от берега, должен добраться до здания, где удерживают заложников, проникнуть в него и отправить информацию обратно на подводную лодку. Второй сценарий повествовал об археологах, открывших древний мавзолей. Неизвестный вирус убил археологов, но перед смертью они сообщили, что на стене мавзолея висит неизвестный гобелен с очень важной информацией. Правительство собирается взорвать территорию, чтобы уничтожить вирус, но робот за 15 минут должен найти мавзолей, влететь в него, сфотографировать гобелен и передать информацию ученым. Попытка пройти миссию длилась девять лет, в результате было решено, что все участвующие команды в значительной степени могут продемонстрировать возможность ее осуществления по двум предложенным сценариям. Поэтому в 2008 году миссия была признана пройденной, а призовой фонд в 80000 долларов США был поделен между всеми участниками.
Третий сценарий лег в основу пятой миссии.
В пятой миссии была заложена задача ориентации в закрытом помещении без каких-либо внешних сигналов. Никаких дополнительных сведений об этом помещении роботу не предоставляется. По сценарию в некоем «Украинистане» взорвался реактор на АЭС, что привело к резкому повышению радиации, гибели и эвакуации людей. В результате срабатывания аварийной автоматики удалось заглушить два реактора, но третий остался включенным. роботу необходимо попасть внутрь станции через разбитое окно, пролететь через все помещения, найти «главный пульт управления» по горящим светодиодам. Изображение индикаторов и положение тумблеров робот должен передать по радио, для оценки специалистами и поиска выхода из положения. В 2009 году миссия с четвертой попытки была выполнена роботом MAV, созданным в Robust Robotics Group Массачусетского технологического института под руководством профессора Николаса роя.