Супердроны и роботы доберутся туда, куда мы не сможем

281
Автономный подводный аппарат Boaty McBoatface предназначен для работы на малой мощности

От арктических отходов до огненных вулканов, океанских глубин и далеких планет, новое поколение беспилотников доберутся туда, куда люди не смогут. Отправляемся на осмотр?

Когда он отправится в свои арктические исследования, королевское исследовательское судно (RSS) Дэвида Аттенборо будет нести в себе полный комплект автономных летающих и подводных аппаратов, предназначенных для раскрытия тайн полярных регионов.

Один подводный беспилотник или AUV (автономный подводный аппарат), который может быть на борту в день запуска, носит имя Boaty McBoatface, причудливое прозвище, выбранное для его материнского корабля в онлайн опросе.

Boaty рассчитан на погружение до 6000 м (19 700 футов), где давление примерно в 600 раз выше, чем на уровне моря. Менее прочные машины будут полностью разрушены на этих глубинах.

Он оснащен полезной нагрузкой датчиков, визуального оборудования, сонара, гидрофонов и коммуникационного комплекта для сбора данных об изменении глубины океана и их потенциальном воздействии на изменение климата.

Одна из самых сложных задач, с которой столкнулись дизайнеры Национального океанографического центра, заключалась в том, чтобы построить корабль, способный преодолевать большие расстояния подо льдом без необходимости перезаряжаться.

Недавние достижения в области микропроцессоров, во многом благодаря технологии смартфонов, помогли изменить это, уменьшив количество энергии, необходимое для работы этих дронов.

«Транспортное средство спроектировано так, чтобы потреблять очень мало энергии для своих силовых установок», — объясняет д-р Маатен Фарлонг, руководитель морских автономных и робототехнических систем в Национальном океанографическом центре.

«В результате он движется с относительно низкой скоростью, что, в свою очередь, позволяет ему преодолевать огромные расстояния и выполнять расширенные миссии по сравнению с транспортными средствами, которые были раньше».

В начале прошлого года Боатси, или Автосубстанция дальнего радиуса действия (ALR), чтобы дать ему правильное название, завершил свою первую полную ледовую экспедицию на шельфовом леднике Фильхнер в Западной Антарктиде, где он провел в общей сложности 51 час под антарктическим льдом. , преодолев 108 км (67 миль).

Он достиг глубины 944 м, когда проходил под ледяным шельфом толщиной 550 м. Сигналы GPS не могут проникать так глубоко, поэтому навигация сложна.

Вместо этого он должен использовать мертвый расчет. Используя исходную точку, такую ​​как материнский корабль, он оценивает направление и пройденное расстояние, вычисляя скорость, отражая звук от морского дна и измеряя эхо-сигналы.

По словам разработчиков, его волоконно-оптический гироскопический датчик имеет частоту ошибок 0,1%, что означает, что за каждый пройденный километр он может отклониться от курса на один метр.

Но чтобы исследовать еще дальше и глубже, потребуются новые навигационные технологии. И они находятся в стадии разработки.

Называемая наземной навигацией, эта система, по сути, отображает морское дно, и эти карты загружаются в компьютер транспортного средства. В конечном счете, дизайнеры надеются, что роботы смогут «хорошо видеть», чтобы создавать свои собственные карты в режиме реального времени.

«Долгосрочные амбиции для семейства дронов ALR состоят в том, чтобы реализовать потенциал и амбиции завершить полную трансарктическую миссию подо льдом, о среде, о которой мы знаем очень мало на данный момент.

«Это потребует разработки новых методов наземной навигации для полной эксплуатации».

Лемур робот вверх по скале
Робот Nasa Lemur может взбираться на вертикальные скалы

Подводные условия Арктики довольно жесткие, но поверхность планеты Марс еще жестче, что влечет за собой целый ряд новых задач проектирования.

Два устройства, разработанные Nasa для исследования вулканических недр красной планеты, в настоящее время проходят испытания на Земле, и их дизайнеры предполагают использование гораздо ближе к дому.

Lemur — сокращение от Limbed Excursion Mechanical Utility Robot — это машина с четырьмя конечностями, которая может масштабировать каменные стены, захватывая сотни маленьких крючков в каждом из 16 пальцев. Инженеры из Лаборатории реактивного движения НАСА в январе взяли Лемура на полевые испытания в Калифорнии, в Долине Смерти, где он использовал искусственный интеллект, чтобы выбрать маршрут до утеса.

Доктор НАСА Аарон Парнесс говорит, что способности Лемура по скалолазанию могут быть использованы для проведения поисково-спасательных операций, чтобы помочь командам по оказанию помощи при бедствиях.

Найти когти, которые не изнашиваются на скале, было проблемой.

Лавовая скала на Гавайях
Лавовый камень может быть очень абразивным и трудным для прохождения для людей … и роботов

«Мы рассматривали титан, сталь, углеродное волокно, карбид, инструментальную сталь», — говорит доктор Парнесс. «Мы перепробовали массу инструментов от шприцевых игл до инструментальной стали и шипов».

Выигрышное решение? Рыболовные крючки.

«Оказывается, что промышленность действительно хороша в том, чтобы делать вещи острыми, сильными и долговечными», — говорит он.

Другой жесткий робот Nasa — Volcanobot, относительно дешевое устройство, разработанное для снижения трещин и выживания в условиях сильной жары.

Во время пробной миссии к вулкану Килауэа на Гавайях, он нанес на карту каналы предыдущих извержений, чтобы понять, как этот стиль вулкана работает под землей.

Но создание машин, которые могут перемещаться по суровой местности и справляться с экстремальными температурами, оказалось непростым делом.

Вулканическая порода «чрезвычайно острая и твердая», объясняет доктор Парнесс. «Если вы пройдете милю по потоку лавы, подошвы вашей обуви будут на 100% изношены».

Поэтому Volcanotbot использует вкрапленные углеродным волокном материалы для 3D-печати деталей, чтобы сделать их более прочными и устойчивыми к истиранию.

«Бот был сильно поцарапан, но электроника внутри была защищена», — говорит он.

В то время как команда создала кожухи и материалы, которые могут противостоять температуре 300C, слабым звеном является внутренняя электроника, которая «имеет тенденцию выходить из строя при температуре 60-80C».

Робот водомета пушки грузовик струи воды
Эти японские пожарные роботы предназначены для предотвращения сильных пожаров

Японская компания Mitsubishi Heavy Industries разработала команду автоматических пожарных роботов, предназначенных для работы в условиях сильной жары.

Оборудованный GPS и лазерными датчиками, которые помогают им ориентироваться на месте пожара, робот-водомет занимает позицию, после чего дрон удлиняет шланг направляя его к источнику воды, прокладывая шланг вдоль земли.

Водяная пушка может затем выпустить свою полезную нагрузку, выливая до 4000 литров в минуту.

Эта система была впервые испытана в марте в Токийском национальном исследовательском институте пожаров и стихийных бедствий, и ее дизайнеры планируют использовать ее в крайне нестабильных средах, таких как нефтехимические выбросы.

Представитель команды разработчиков сказал, что цель состоит в том, чтобы роботы были полностью автономны во времени.

Эксперт по робототехнике профессор Барри Леннокс говорит, что снижение затрат на строительство, улучшение материалов и усовершенствованных датчиков способствуют созданию экстримальных дронов по всему миру.

Комментарии закрыты.

Этот сайт использует куки Хорошо .