25.02.2013

Началось проектирование лодок-роботов, которые смогут создавать целые острова

Профессор Марк Им и его студенты проводят целые ночи в бассейне одного из американских университетов, проектируя автономные лодки-роботы.

Для группы студентов Пенсильванского университета спортзал глубокой ночью не означает несколько дополнительных часов упражнений. Преподаватель Марк Им и его команда студентов, докторантов и магистрантов с кафедры машиностроения и прикладной механики арендуют бассейн Sheerr в Поттруке для разработки автоматизированных лодок несколько ночей в неделю, обычно с 23:00 до 5:00.

Им и его команда получают финансирование от Управления перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ. Цель Управления – спроектировать систему самоходных контейнеров, которые могут соединяться, чтобы формировать острова, мосты и посадочные полосы. В Sheerr Им и его команда строят уменьшенную модель системы.

Согласно Управлению перспективных исследовательских программ, проект предназначается для многочисленных военных целей, в частности для использования в условиях ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Команда построила больше ста модульных блоков уменьшенного размера из черного пластика, обработанного лазером. Каждый прототип стоит приблизительно 100 долларов.

Эти лодки, конечно, не стандартные модели катеров с дистанционным радиоуправлением. Они имеют форму параллелепипеда размером немного больше обувной коробки, и каждый блок назван в честь какого-то химического элемента.

Им и его студенты провели бесчисленные часы, придумывая систему управления, при которой лодки-роботы смогли бы самостоятельно выполнять различные задачи. Например, по команде инженеров «сформировать остров» модули должны самостоятельно переместиться и сцепиться без дальнейших инструкций так, чтобы получилась надежная и устойчивая площадка.

«Мы хотим запрограммировать их так, чтобы модули имели максимум автономности. Мы даем задачу, а цепочку действий для ее осуществления роботы должны осуществлять сами», – объяснил один из докторантов, работающих над проектом, Джимми Паулос.

Лодки также оборудованы крошечными компьютерами Gumstix, которые отслеживают местоположение лодок и передают информацию о направлении движения.

«Эта технология сравнима с современным компьютером в 1999 году, но размером с большой палец, – поясняет еще один участник проекта - Джон Греко. – Компьютер задает траекторию лодки».

Согласно сотруднику кафедры машиностроения Джею Дэйви, компьютер Gumstix сообщается с четырьмя двигателями лодок. Дэйви, который разрабатывал почти всю механику для лодок, говорит, что модули уникальны по характеру своих движений.

«Наши лодки не похожи на обычные в смысле перемещения: им не нужно поворачивать или разворачиваться», – говорит он.

Так как на каждой стороне лодки расположен отдельный двигатель, они легко перемещаются по поверхности воды в любом направлении, оставляя за собой приятный механический шум.

В прошлый четверг проходило тестирование системы. Последняя задача разработчиков состояла в том, чтобы заставить лодки сформировать мост через угол бассейна и проехать на автомобиле через этот мост. Неделей ранее лодки успешно сгруппировались в островок для приземления одной из моделей беспилотника одного из преподавателей университета – Виджея Кумара.

В день тестирования кодирование продвигалось очень медленно, и было ощущение, что механика лодок нуждается в существенной доработке. В какой-то момент старший техник Гэбби Мерритт понял, что одна лодка, «Углерод», оказалась заполнена водой и ее батареи вышли из строя. У других лодок были проблемы с системой стыковки, они не могли соединиться друг с другом.

Ближе к утру, когда большинство студентов уехали, опустошенные докторанты остались. Они не сдавались, а перемещали лодки и писали все новые и новые строки кода.

«Я засыпаю. Посмотрите, пожалуйста, мне через плечо, пока я пишу код», – просил Греко другого докторанта – Тэрика Тозуна.

Наконец, в какой-то момент лодки начали формировать желаемый плот. Было слишком поздно, чтобы работать над созданием моста, но все-таки кое-чего ученые добились. Теперь они знают, как заставить лодки быстро занимать свои позиции, и следующий шаг не кажется им задачей далекого будущего.

Александр Федоров

Источники:

1. km.ru