Новый алгоритм позволяет автономным дронам работать вместе для транспортировки тяжелых, меняющихся полезных грузов.

Ученые из Делфтского технического университета в Нидерландах разработали новый алгоритм, который позволяет нескольким автономным дронам работать вместе для управления и транспортировки тяжелых грузов даже в ветреную погоду. Дроны идеально подходят для доступа и обслуживания труднодоступных объектов инфраструктуры, таких как морские ветряные турбины. Из-за часто суровых погодных условий, ограниченной грузоподъемности и непредсказуемого контакта с окружающей средой нынешним дронам трудно работать безопасно и эффективно.

«Один дрон может нести лишь очень ограниченную нагрузку», — объясняет Сихао Сан, исследователь робототехники в Делфтском техническом университете. «Это затрудняет использование дронов для таких задач, как доставка тяжелых строительных материалов в отдаленные районытранспортировку большого количества урожая в горные районы или оказание помощи в спасательные миссии.”

Чтобы преодолеть эти ограничения, команда Делфтского технического университета разработала систему, в которой несколько дронов подключаются к одной системе. полезная нагрузка по кабелям, тем самым перенося гораздо более тяжелые грузы. Регулируя свое положение в режиме реального времени, дроны могут не только поднимать и транспортировать тяжелый объект, но и контролировать его ориентацию, что имеет решающее значение для точного размещения в сложных условиях. Исследование было опубликовано в Научная робототехника.

Быстрая координация

«Настоящая проблема — это координация», — говорит Сан. «Когда дроны физически связаны, им приходится реагировать друг на друга и на внешние возмущения, такие как резкие движения полезной нагрузки в быстрых движениях. Традиционные алгоритмы управления просто слишком медленны и негибки для этого».

новый алгоритм разработанный командой, является быстрым, гибким и надежным. Он адаптируется к изменению полезной нагрузки и компенсирует внешние силы, не требуя датчиков на самой полезной нагрузке, что является важным преимуществом в реальных сценариях.

Баскетбольная полоса препятствий в лаборатории

«Мы создали наши собственные квадрокоптеры и протестировали их в контролируемой лабораторной среде», — говорит Сан. «Мы использовали до четырех дронов одновременно, добавляли препятствия, имитировали ветер с помощью вентилятора и даже использовали движущуюся полезную нагрузку, например баскетбольный мяч, для проверки динамических реакций».

Система прошла все испытания. А поскольку дроны автономны, им нужно только указать пункт назначения. Они перемещаются самостоятельно, приспосабливаясь к препятствиям и помехам на пути. «Вы просто говорите им, куда идти, а они сами догадываются обо всем остальном», — добавляет Сан.

Подготовка к реальным приложениям

В настоящее время система использует внешние камеры захвата движения для тестирования в помещении и поэтому пока бесполезна на открытом воздухе. Команда надеется подготовить технологию к реальному использованию в будущем с потенциальным применением в поисково-спасательных операциях, сельском хозяйстве и удаленном строительстве.