AirBurr- Robot có thể tự phục hồi hoạt động sau khi va chạm

Vào tháng 10 năm 2009, chúng tôi đã viết về phiên bản đầu tiên của AirBurr một động cơ trên không không người lái thu nhỏ của Trường Bách khoa Liên bang Thụy Sĩ tại Lausanne (viết tắt EPFL), có tên là HoverMouse. Đó là một thiết kế có tính sáng tạo: gồm cái lồng cuộn bên ngoài để bảo vệ động cơ và bề mặt máy bay khi nó bị đâm vào tường hoặc sàn nhà mà không bị hỏng rồi sau đó nó có thể tự bay lên lại, miễn là có đủ không gian. Sau 7 thế hệ được cải tiến dần, thì  AirBurr V8, có tên là Samurai,  bao gồm một cơ chế tự thăng bằng hoạt động cho phép nó khi bị va chạm thì có thể tự bay lên ngay cả trong môi trường khắc nghiệt nhiều chướng ngại.

Hình 1

Quy trình hoạt động mới nhất của AirBurr gồm 3 phần: đầu tiên là  va chạm vào chướng ngại vật và rơi xuống đất. Thứ hai, động cơ trên không thu nhỏ (MAV) có thể bay lên nhờ sự kết hợp thông minh của các động cơ có trọng tâm chứa bên trong một khung làm từ sợi carbon cực nhẹ, cho phép robot chuyển động nhẹ nhàng và linh hoạt nhất có thể. Thứ ba, AirBurr có hệ thống tự phục hồi hoạt động linh hoạt gồm có bốn chân sợi carbon tự động mở rộng đối xứng từ phía hai bên đẩy nó đứng thẳng và giữ vững cân bằng để cất cánh.

Nói chung, hệ thống này là một phần các đường chéo nhau giữa Weeblecopter (robot hoạt động bằng cánh quạt) và robot nhảy, có thể tự động bay lên lại sau khi rơi xuống đất.

Ưu điểm lớn mà AirBurr có là nó không phải là robot siêu thông minh ngoại trừ kết cấu của nó. Điều này không phải nói là robot này không thông minh, nhưng người ta không sử dụng nó để định vị, để phát hiện ra vật cản và  không phải dựa trên tất cả các loại cảm biến và khả năng tự tính toán. Thay vào đó, nó chỉ có thể đâm vào mọi thứ và tự lấy lại thăng bằng để tiếp tục bay lên. Dưới đây là đoạn video ghi lại sự hoạt động của MAV.  Cơ chế vận động của nó giống như cách hoạt động của côn trùng, và AirBurr là lý tưởng cho các môi trường bị giới hạn và lộn xộn, giống như các khu vực bị thiên tai hoặc bất cứ nơi nào trong nhà hoặc trong hầm mỏ.

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=GgdI0oiPY0s

Theo tờ báo khoa học IEEE, thì ở thế hệ tiếp theo Samurai AirBurr có thể hoạt động độc lập hoàn toàn. Các robot còn gặp một chút rắc rối khi cố gắng để bay trở lại sau khi hạ cánh trên các đồi dốc cao hơn 10°, hoặc các bề mặt lồi lõm. Một phần của vấn đề là các bộ điều khiển tự động, và các nhà nghiên cứu  tại EPFL đang thiết kế ra AirBurr V9, phiên bản này hứa hẹn sẽ được cải thiện nhiều hơn.

Hiện nay, như chúng tôi đã đề cập, Samurai là thế hệ thứ 8 của AirBurr. Dưới đây là toàn bộ quá trình thiết kế AirBurr, từ phiên bản đầu tiên:

Hình 2

AirBurr V1, có tên: “HoverMouse” nguyên mẫu đầu tiên của AirBurr, trọng lượng chỉ 25g, và hệ thống tự phục hồi là nét đặc trưng cơ bản cho phép nó trở về vị trí cất cánh sau khi va chạm.

Hình 3

AirBurr V2 , được gọi là: “ICRA2010” là một phiên bản sửa đổi của AirBurr V1 “HoverMouse” được trưng bày tại Hội nghị của báo điện tử IEEE quốc tế về Robotics và tự động hóa. Những cải tiến chính bao gồm việc sử dụng các điểm kết nối 3D giữa các thanh bằng sợi carbon để tăng khả năng phục hồi sau khi gặp sự cố.

Hình 4

AirBurr V3 “Flying Stick”:  là một nguyên mẫu đầu tiên có các cảm biến cho phép điều khiển chính xác cũng như tích hợp các lập trình sẵn như quỹ đạo đường bay hình tròn hay xoắn ốc, giúp cho quá trình xây dựng đạt hiệu quả cao. Nó có khả năng tự điều khiển và vẫn giữ được sự ổn định ở mọi góc độ.

Hình 5

AirBurr V4 “Crashy”: “Crashy” được thiết kế để giảm tốc độ va chạm. Nó được sử dụng để làm chệch hướng giảm tốc khi va chạm trực tiếp.

Hình 6

AirBurr V5 “Bumpy”: “Bumpy” là nguyên mẫu đầu tiên có khả năng định hướng mặt tiếp xúc nhờ các bộ phận cảm biến đặt bên trong khung sợi carbon. Các tín hiệu từ các cảm biến này được phân tích bằng cách sử dụng một thuật toán để có thể phát hiện vị trí và biên độ tác động khung bên ngoài của nó với độ chính xác khoảng 0,5 N và 10°.

Hình 7

AirBurr V6 ” Sticky “: Sử dụng cấu tạo giống bàn chân của của loài tắc kè để nó có thể bám vào các bề mặt nhẵn như tường hoặc cửa kính.

Hình 8

AirBurr V7 “Multitasky”: “Multitasky” là một nền tảng được sử dụng cho các thí nghiệm trong việc giữ vững được sự ổn định khi chuyển động. Đây là nền tảng đầu tiên của AirBurr đạt độ ổn định cao bằng cách sử dụng một bộ cảm biến siêu âm từ xa.

Hình 9

AirBurr V8 “Samurai”: “Samurai” là robot bay đầu tiên có một cơ chế tự phục hồi hoạt động, cho phép nó trở về vị trí thẳng đứng và cất cánh lại sau khi va chạm, không hạn chế bất cứ vị trí nào kể cả những bề mặt lồi lõm. Cơ chế này đã được thử nghiệm thành công trong nhiều môi trường khác nhau.

Nguồn: Spectrum.ieee.org

 Mỹ Hạnh @ Mes Lab,.

Authors

Related posts

*

Top