Американские исследователи учат робота видеть 3D-печатными ушами

Подписаться на 3Dtoday
news3dtoday
Идет загрузка
Загрузка
12.06.18
540
2
Новости
5
Исследователи из Университета Цинциннати используют 3D-печать в разработке навигационной системы дронов на основе эхолокации. Рассказываем, зачем ученым понадобились роботы с функционалом летучих мышей.
PREVIEW
Как известно, летучие мыши ориентируются в пространстве и находят корм с помощью эхолокации – определения дистанции до объектов за счет измерения времени задержки отраженных звуковых волн. В современных дронах используются самые разные инструменты – лидары, спутниковая и инерциальная навигация, видеосвязь с оператором, радары. Эффективность и стоимость в немалой степени зависит от используемой системы. Например, инерциальные системы позволяют обходиться без внешних ресурсов, но достаточно дороги и не отличаются высокой точностью, да и накапливают погрешности. Спутниковые системы позволяют определять местоположение с точностью до нескольких метров, но и этого недостаточно для работы в помещениях.

Профессора Вандерлеста и его команду интересует конкретная область применения – опасные объекты с ограниченной или нулевой видимостью, например горящие здания. Пожарный дрон можно было бы использовать для разведки строений без риска для людей, но как ориентироваться? Тот же лидар в задымленном помещении будет совершенно бесполезен, видеосвязь тоже не поможет. Необходимо буквально научиться видеть с закрытыми глазами, и здесь ученые решили перенять опыт летучих мышей, прекрасно летающих даже в полной темноте и тумане.
a1de8a60579367c3fb107ce9a34b0195.jpg
«Проблема навигации достаточно серьезна, ведь внутри здания дрону придется преодолевать массу препятствий в непосредственной близости друг от друга, то есть передвигаться в тесных пространствах. Воздушные беспилотные аппараты могли бы ориентироваться с помощью сонара. Если камеры не будут работать из-за дыма или пыли, было бы хорошо иметь запасную систему навигации, способную предотвращать столкновения в автоматическом режиме», – считает Маниш Кумар, доцент факультета авиастроения Университета Цинциннати.

Первый опытный аппарат вообще не летает, а передвигается по земле, но на нем исследователи отрабатывают перспективную систему, печатая различные варианты акустических камер на 3D-принтере. За основу взята анатомия маленьких листоносых летучих мышей, умудряющихся даже в полной темноте выискивать насекомых и цветы с любимым лакомством – нектаром.
6589ec7c1f618cdb77f40f7c9e30c473.jpg
«Казалось бы, нет ничего проще, чем найти яркие цветы, выделяющиеся на фоне зеленой листвы, но ночью оттенки не означают ровным счетом ничего. Способность листоносых мышей сканировать заросли на наличие цветов либо необыкновенна, либо вполне проста и объяснима, а мы не понимаем что-то очевидное», – рассказывает профессор Вандерлест.

Опытный робот передвигается на трех колесах и оснащен массивом из ультразвуковых динамиков и микрофонов с 3D-печатными камерами, имитирующими уши. Летучие мыши испускают звуки в диапазоне 25-75 кГц, но оптимальная частота, по мнению ученых, находится прямо посередине – 50 кГц. Вандерлест описывает эхолокацию как своеобразный акустический фонарик: поле слухового «зрения» летучих мышей невелико, всего около шестидесяти градусов, поэтому животные постоянно вертят головами в поисках препятствий и корректируют траекторию полета. Робот запрограммирован аналогичным образом.
64b6942a6a46a2d2a57d1a7ade11d807.jpg
Проект пока что находится на ранней стадии развития и требует значительной доработки. Например, для применения подобных систем на воздушных беспилотниках потребуется способность сканировать пространство в трех измерениях, а не двух, как на текущем прототипе. Тем не менее, разработкой уже заинтересовалось Министерство внутренней безопасности США, рассматривающее возможность применения дронов с системами эхолокации силами спецназа и службами спасения.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.
Подписаться на 3Dtoday
5
Комментарии к статье

Комментарии

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

AquaPod V2.0

Улучшайзеры для 3D принтера Tevo Tarantula - железный Тарантула

Тест ABS и HIPS пластика компании 3Д Партнер (3D-Partner).

Blender 2.79. Новогодний шар.

XpreSki-12.3: Второй подход к Программетрии от Прюши Рисерч

Делаем тише 3d-принтер без прошивок и драйверов