Автономные шпионы
Новое поколение звероподобных роботов выходит из научных лабораторий в мир. Будь то искусственные скаты-торпеды, морские черепахи, карпы, саламандры или гепарды - все они должны выполнять деликатные миссии самостоятельно, без вмешательства человека. Часто также военные.
«К сожалению, RayBot еще не появился в дикой природе», - сказал Джон Лонг, профессор биологии и когнитивных наук в колледже Вассар в Покипси. Искусственный электрический скат обладает всеми характеристиками успешной роботизированной рыбы. "Эффективный, чрезвычайно маневренный и идеально подходящий для тайного наблюдения", согласно спецификациям. Он отвечает ключевым требованиям ВМС США, которые профинансировали проект на 70 000 долларов на первом этапе.
Пятикилограммовый робо-луч с силиконовым корпусом предназначен для самостоятельного плавания до определенной точки в водоеме, а затем соскальзывания на дно - точно так же, как настоящий скат, он тонет, как только он плывет, останавливается», - и оседает на песчаное дно, продолжает Лонг. «При очень низком энергопотреблении он может собирать данные в течение длительного периода времени».
Оборудованный соответствующими датчиками, RayBot способен обнаруживать разливы нефти, определять температуру, соленость или количество биомассы, производимой растениями в определенном районе моря, или даже записывать перемещения морских обитателей на дне - как у любых подводных лодок. «Благодаря крошечным ультразвуковым двигателям он может работать очень тихо».
И ему даже не нужно всплывать на поверхность для передачи собранной информации, но он может общаться с соседним судном или выбрасывать запоминающее устройство, которое можно выловить на поверхности. Однако также возможно, что роботизированная рыба, хоть и автономная, считает более целесообразным появиться самой, чтобы установить надежное спутниковое соединение.
Похоже на идеальную рыбу-невидимку. Но почему RayBot не вышел в «дикую природу»? «Потому что Управление военно-морских исследований больше не финансировало второй этап - оно пошло на два других проекта». Тем не менее Лонг уверен, что сможет привлечь новые средства в экономику.
Трансфибия уже в пути
Бионический робот, основанный на биологии, созданный профессором из Покипси, уже попал в мир шпионов: робот Мадлен размером с морскую черепаху в дальнейшем превратился в трансфибианца - беспилотного, автономно работающего под водой автомобиль, который производится и продается компанией iRobot из Бедфорда, штат Массачусетс.
Пропульсивная система с четырьмя плавниками, разработанная командой Лонга, позволяет Transphibian безопасно перемещаться с тем, что инженеры называют шестью степенями свободы: он может двигаться во всех трех направлениях и вращаться вокруг всех своих трех осей. Высокотехнологичная машина поворачивает в самых узких местах и умело избегает препятствий. С Transphibian «вы можете надежно обнаруживать и обезвреживать мины даже в зоне прибоя водоема», - с энтузиазмом заявляет производитель. Кроме того, робот способен плавать под водой на большие расстояния, поэтому его можно отправлять на разведывательную миссию с безопасного расстояния. «Так вы держите свой личный состав подальше от линии огня», - совет интересующимся военнослужащим.
В разведывательных операциях естественно важно, чтобы они были секретными. Следовательно, роботов, используемых для этого, должно быть трудно или невозможно обнаружить.«Большинство морских инженеров считают, что скрытность под водой связана в первую очередь с акустическими волнами, - объясняет Джон Лонг. Но это ни в коем случае не единственный способ обнаружить RayBot и компанию. «Большинство из них также генерируют электрические, магнитные, оптические, гидродинамические и обонятельные сигналы - запахи, исходящие от смазки вокруг водонепроницаемых подшипников, чистящих жидкостей или необрастающей краски».
Роботы-рыбы на охоте за загрязнителями
В морском порту северного испанского промышленного города Хихон в Бискайском заливе роботизированная рыба Хуошэн Ху, вероятно, столкнется со многими проблемами, в том числе со 150-метровыми грузовыми судами и танкерами, которых они должны избегать на своем пути. в маленьком, слегка кривом помещении. Но не только судоходство беспокоит Ху, профессора факультета компьютерных наук и электронной инженерии Университета Эссекса, но и невесомость самого Атлантического океана: «Волны и водные течения внутри и снаружи гавани постоянно меняются, быстро и непредсказуемо."
Как ни сложны задачи для полутораметровых роботов с батарейным питанием - производство стоит около 23 000 евро за рыбу - может быть, миссия должна того стоить, потому что бионические протеже Ху должны отслеживать вниз загрязнителей самостоятельно. «Например, они используют датчики для измерения содержания кислорода в воде и обнаружения аномалий, таких как утечка нефти из-за течи в корпусе корабля или выброс загрязняющих веществ из сельского хозяйства через подводный трубопровод».
Передвижение в стиле акулы
По данным Европейской комиссии, мониторинг загрязнения моря в портах ЕС стоит около 350 миллионов евро в год. И в настоящее время нет системы, которая могла бы выполнять эту задачу полностью автономно. «Впервые в мире в начале следующего года мы задействуем трех роботов-рыб, которые будут управлять доком Хихона без вмешательства человека."
Предполагается, что они плавают, как акулы, движимые волновыми движениями, которые они создают своим туловищем и хвостом. Ху сказал в интервью веб-журналу «Голые ученые», что у этого есть два решающих преимущества перед гребными винтами: «Рыбоподобные движения не вызывают никаких волнений под водой, и плавающие роботы без корабельного гребного винта не представляют опасности для настоящей рыбы.."
Три детектива-эколога, которые общаются друг с другом с помощью сигналов сонара и обмениваются навигационными данными, включая предупреждения о камнях и других препятствиях, достигают максимальной скорости 3,6 километра в час. «После того, как они всплывают на поверхность, они передают свои результаты через WLAN в центр управления в порту, где в режиме реального времени может быть создано трехмерное представление текущих уровней загрязнения в порту», - заключает Ху. ЕС финансирует этот проект под названием SHOAL, в котором участвуют в общей сложности шесть партнеров, на сумму 2,75 миллиона евро.
Разведывательные полеты в опасных условиях
Неизвестно, сколько Armasuisse, орган по закупкам швейцарской армии, поддерживает проект AirBurr, но точно известно, что они пожертвовали «самолет для разведки критической инфраструктуры», как они это называют, дайте высокий приоритет. Ведь он должен обеспечивать «более быстрый, безопасный и целенаправленный доступ к месту проведения операции» и «выявлять и локализовать злоумышленников с высокой степенью достоверности».
Возможности, на которые, казалось бы, не способен, на первый взгляд, странный на вид объект, который ученые Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) разрабатывают с 2009 года. Потому что демонстрационное видео показывает только то, как рычажный механизм длиной около 40 сантиметров из углеродного волокна с двумя вращающимися в противоположных направлениях пропеллерами и крыльями из сверхлегкой майларовой фольги сначала зависает, затем летит вперед, ударяется о стену, падает на землю, поднимается. и летит дальше.
Но все дело в этом насекомоподобном поведении. «Как муха, пытающаяся выбраться из комнаты, AirBurr продолжает натыкаться на стену, пока не найдет выход», - объясняет Адриан Бриод, исследователь из Лаборатории интеллектуальных систем EPFL. Вместо того, чтобы избегать столкновений, летающий объект должен пережить их невредимым. Так что он не должен весить много. AirBurr весит около 100 граммов на почтовых весах, плюс еще несколько граммов на полезную нагрузку - компьютеры, датчики и миниатюрную камеру.
«Такой робот, достаточно прочный и гибкий, чтобы летать в загроможденной, очень сложной среде, может исследовать интерьеры, которые были бы слишком опасны для людей», - продолжает Бриод. «И даже если он действует в значительной степени автономно, он выполняет приказы», - добавляет его коллега Адам Клапточ. чтобы продвинуться по этому коридору. Затем AirBurr будет делать все остальное самостоятельно. «Поэтому его без проблем могут использовать и не летчики».
Используйте также в аварийных сценариях
Любой, кто несколько лет назад оказывался на северном берегу Женевского озера в нужное время, мог стать свидетелем странного зрелища: в мелкой прозрачной воде змеями плывет желтая, около метра длиной, саламандра. движения к берегу и сразу же устанавливает свой шаг по песку и гравию, как только у него будет твердая земля под его четырьмя ногами. Если бы не блестящий пластик его девяти конечностей и скрипучий звук, можно было бы подумать, что амфибия настоящая.
«Salamandra robotica - один из первых роботов, способных к трем разным типам движений: плаванию, ходьбе и змеиному ползанию», - говорит Ауке Ян Айспеерт, доцент лаборатории биоробототехники EPFL в Лозанне. Таким образом, он передвигается не только в воде, по песку, но и в грязи, поэтому может быть очень полезен в поисково-восстановительных работах после землетрясений или наводнений. «Он проходит через меньшие отверстия, чем люди или собаки-спасатели, и ему не нужен кислород».
Однако нынешние прототипы Salamandra robotica на самом деле не готовы к такой миссии. «До сих пор им удавалось создавать волновое движение только в горизонтальной плоскости, и поэтому они быстро где-нибудь застревали». Кроме того, их конструкция должна быть еще более прочной, чтобы они могли выдерживать падения с большей высоты. «Чем больше я занимаюсь исследованиями в области биоробототехники, тем больше меня впечатляют способности животных. Только когда вы сами разрабатываете роботов, вы понимаете, какие невероятно сложные проблемы уже решены природой», - говорит Эйспеерт.
Рекордсмен
Как гепарду удается мчаться по пересеченной, непроходимой местности со скоростью более 100 километров в час, не спотыкаясь, настолько увлекло команду из Массачусетского технологического института (MIT), что они решили взять амбициозная цель - разработать робота, который может делать то же самое.
«Мы тщательно изучили биомеханику четвероногих шагающих животных, а затем позаимствовали ключевые характеристики у их естественных собратьев, - объясняет Сангбэ Ким, доцент Лаборатории биомиметической робототехники Массачусетского технологического института. и большие шаги делает возможным. «Мы также разработали специальные электромагнитные приводы для движений ног, которые создают высокоэффективную тягу и большие крутящие моменты в суставах». Говорят, что первый робот-гепард развивает скорость до 55 километров в час.
Команда планирует построить первый прототип этой осенью. Предполагается, что Cheetah будет запущен в серийное производство в 2012 году. И, как и некоторые из его искусственных коллег, его следует «использовать в военных сценариях, а также в сценариях бедствий. Везде, где в противном случае может быть поставлена под угрозу жизнь людей», подозревает Ким.
Примечание т.е. Ред.: В более ранней версии этой статьи было неправильно объяснено шесть степеней свободы. Приносим извинения за ошибку.