Bespilotne letelice (UAV), opšte poznate kao dronovi, sada se koriste za snimanje slika i obavljanje širokog spektra misija u spoljašnjim okruženjima. Iako sada postoji nekoliko dizajna bespilotnih letelica sa različitim prednostima i karakteristikama, većina konvencionalnih vazdušnih robota je nedovoljno aktivirana, što znači da imaju manje nezavisnih aktuatora od njihovih stepena slobode (DoF).
Nedovoljno aktivirani sistemi su često isplativiji i mogu se kontrolisati korišćenjem jednostavnijih strategija upravljanja od sistema koji se previše aktiviraju (tj. roboti koji imaju više nezavisnih aktuatora od njihovog DoF-a). Bez obzira na to, često su manje pouzdani i nisu toliko sposobni da precizno kontrolišu svoju poziciju i orijentaciju.
Istraživači iz Tecnalije baskijske istraživačke i tehnološke alijanse (BRTA) u Španiji nedavno su razvili novog prekomerno aktiviranog vazdušnog robota koji može nezavisno da kontroliše položaj i orijentaciju svog glavnog tela. Ovaj robot, predstavljen u radu objavljenom u časopisu Robotika i autonomni sistemi, ima četiri kvadrotora koji zajedno nose njegovo centralno telo.
„Naš nedavni rad je inspirisan potrebom da se pomeri granice bespilotnih letelica izvan zadataka pasivnog posmatranja, kako bi se automatizovali zadaci koji su trenutno opasni ili skupi, kao što je rad na visinama ili na udaljenim lokacijama“, Imanol Irijarte, koautor knjige papir, rekao je TechKsplore. „Pokušali smo da razvijemo sistem koji bi mogao aktivno da komunicira sa okruženjem, obavljajući zadatke kao što su transport tereta, izgradnja zadruge, inspekcija zasnovana na kontaktima ili održavanje infrastrukture.“
Primarni cilj nedavnog rada Iriartea i njegovih kolega u Tacnalia-i bio je da dizajniraju vazdušnog robota sa nekoliko aktuatora koji bi doprineli stvaranju njegovog potiska, koji bi mogao nezavisno da kontroliše položaj i orijentaciju svog centralnog tela. Robot koji su razvili sastoji se od glavnog tela povezanog sa četiri kvadrotora preko pasivnih kardanskih zglobova.
„Kvadrotori kooperativno nose glavno telo, što omogućava nezavisnu kontrolu nad šest stepeni slobode glavnog tela, omogućavajući robotu da izvodi složene manevre i da komunicira sa okolinom na spretniji način“, objasnio je Irijarte. „Ključne prednosti našeg sistema su njegov visoki autoritet kontrole, njegova sposobnost poletanja i sletanja na nagnute površine i njegove sposobnosti vektora potiska.
Pored svog robota u vazduhu, istraživači su takođe razvili ad-hoc kontrolni algoritam koji pretvara tražene pozicije i orijentacije glavnog tela u komande ugaone brzine za 16 propelera robota. Ovaj algoritam takođe efikasno odbija spoljne smetnje, čime se dodatno poboljšava kontrola robota.
„Naš vazdušni robot može autonomno da prati šest stepeni slobode svog glavnog tela koristeći samo pasivne mehanizme, što je inherentno neizvodljivo za konvencionalne multirotore sa nedovoljno aktiviranim“, rekao je Irijarte. „Praktične primene robota mogu biti brojne, uključujući transport tereta, izgradnju saradnje, inspekciju zasnovanu na kontaktima ili održavanje infrastrukture.“
Iriarte i njegove kolege su do sada procenili svog robota u nizu testova izvedenih i u simulaciji iu stvarnom svetu na otvorenom. Otkrili su da njihov robot može autonomno pratiti 6 DoF svog centralnog tela, što je nedostižno konvencionalnim bespilotnim letelicama.
U budućnosti, robot istraživača bi mogao biti dodatno poboljšan i testiran u širem spektru okruženja u stvarnom svetu. Na kraju bi se mogao koristiti za rešavanje različitih složenih misija koje zahtevaju kontrolu i praćenje visoke preciznosti.
„U našim narednim studijama planiramo da povećamo nivo autonomije robota i poboljšamo performanse i robusnost sistema, kao i da proučavamo varijacije arhitekture koje su pogodnije za specifične zadatke“, dodao je Iriarte.
