Գիտնականները ցուցադրել են աշխարհում առաջին թռչող մարդանման ռոբոտը՝ iRonCub3-ը (տեսանյութ)

Իտալիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտի (IIT) իտալացի գիտնականները ներկայացրել են iRonCub3-ը՝ աշխարհում առաջին մարդանման ռոբոտը, որը ընդունակ է կառավարվող թռիչքի: Փորձարկումների ընթացքում, որոնք ձայնագրվել են տեսանյութով, ռոլորակը բարձրացել է մոտ 50 սմ բարձրության վրա՝ օդում պահպանելով հավասարակշռությունը: Այս փորձը, որի մասին հայտնում է Interesting Engineering-ը, դարձել է մուլտիմոդալ ռոբոտաշինության զարգացման կարևոր քայլ, որը համատեղում է ցամաքային տեղաշարժը և թռիչքը:

iRonCub3-ի կառուցվածքը և առանձնահատկությունները

iRonCub3-ը, որը ստեղծվել է iCub մարդանման ռոբոտի երրորդ սերնդի հիման վրա, կշռում է 70 կգ և հագեցած է չորս ռեակտիվ շարժիչներով՝ երկուսը տեղակայված են ձեռքերին, երկուսը՝ մեջքին ամրացված ռեակտիվ պայուսակի մեջ: Շարժիչների ընդհանուր մղիչ ուժը գերազանցում է 1000 Նյուտոնը, իսկ արտանետվող գազերի ջերմաստիճանը հասնում է 800°C: Բարձր ջերմաստիճաններից պաշտպանվելու համար մշակողները օգտագործել են տիտանի «ողնաշար» և ջերմակայուն ծածկույթներ:

Ռոբոտը կառավարվում է հեռակա կարգով՝ օգտագործելով արհեստական բանականություն (ԱԲ), որը կարգավորում է շարժիչների աշխատանքը՝ թռիչքի ընթացքում կայունությունը պահպանելու համար: Ի տարբերություն սիմետրիկ կառուցվածքով ավանդական դրոնների, iRonCub3-ն ունի շարժական վերջույթներ և երկարավուն մարմին, ինչը ստեղծում է բարդ, անընդհատ փոփոխվող աերոդինամիկա: Այս խնդիրը լուծելու համար ինժեներները մշակել են կառավարման նոր ալգորիթմներ, ներառյալ նեյրոնային ցանցեր, որոնք վարժեցվել են սիմուլյացիաներից և իրական փորձարկումներից ստացված տվյալների վրա:

Տեխնիկական մարտահրավերներ և նորարարություններ

iRonCub3-ի ստեղծումը տևել է երկու տարի և պահանջել է միջգիտակարգային մոտեցում: Հիմնական խնդիրն էր թռիչքի կայունացումը, քանի որ ռոբոտի շարժական վերջույթները և դինամիկ զանգվածի կենտրոնը բարդացնում են կառավարումը: IIT-ի թիմը համագործակցել է Միլանի պոլիտեխնիկական համալսարանի հետ՝ աերոդինամիկ փորձարկումներ անցկացնելու համար աերոդինամիկ խողովակում, և Սթենֆորդի համալսարանի հետ՝ ԱԲ-ի կառավարման մոդելներ մշակելու համար:

Նորարարությունները ներառում են.

• Իրական ժամանակում աշխատող աերոդինամիկ մոդելներ:
• Նեյրոնային ցանցեր, որոնք ինտեգրված են կառավարման համակարգում՝ տուրբուլենտության և վերջույթների շարժումների փոխհատուցման համար:
• Մարմնի ձևի և շարժիչների համատեղ նախագծում՝ կայունության և կառավարելիության օպտիմալացման համար:

«Այս հետազոտությունը արմատապես տարբերվում է ավանդական մարդանման ռոլորակաշինությունից և ստիպեց մեզ կատարել զգալի առաջընթաց», — նշել է Դանիելե Պուչին՝ IIT-ի արհեստական բանականության լաբորատորիայի ղեկավարը:

Փորձարկումներ և հեռանկարներ

iRonCub3-ի նախնական փորձարկումներն անցկացվել են IIT-ի լաբորատոր պայմաններում, որտեղ ռոլորակը հաջողությամբ կախվել է օդում: Հաջորդ փուլը փորձարկումներն են Գենուայի օդանավակայանում ստեղծված հատուկ գոտում, որը կազմակերպվել է Aeroporto di Genova-ի հետ համագործակցությամբ: Այս փորձարկումները կգնահատեն ռոլորակի հնարավորությունները ավելի բարդ պայմաններում:

iRonCub3-ն ընդունակ է ոչ միայն թռչելու, այլև առարկաներ մանիպուլյացիայի ենթարկելու, ինչը նրան դարձնում է բազմակողմանի գործիք ծայրահեղ պայմաններում աշխատելու համար: Ապագայում նման ռոլորակները կարող են օգտագործվել.

• Աղետի գոտիներում փրկարարական գործողություններում:
• Թունավոր կամ դժվարամատչելի միջավայրերում հետախուզման համար:
• Թռիչքի և ցամաքային փոխազդեցության համակցություն պահանջող առաքելություններում, օրինակ՝ վտանգավոր գոտիներում ենթակառուցվածքների վերանորոգման համար:

Նշանակությունը ռոլորակաշինության համար

iRonCub3-ի մշակումը բացում է մուլտիմոդալ ռոլորակաշինության նոր դարաշրջան, որտեղ մեքենաները կարող են համատեղել ցամաքային և օդային շարժունակությունը: Ծրագրի հաջողությունը ցույց է տալիս ԱԲ-ի և առաջադեմ ինժեներական լուծումների ներուժը ռոլորակներ ստեղծելու համար, որոնք կարող են աշխատել այնպիսի վայրերում, որտեղ մարդու համար վտանգավոր կամ անհնար է: