Содержание
Первый в своём роде робот ориентируется в пространстве, как летучая мышь // Смотрим
Профиль
Роботы-животные
10 сентября 2018, 12:12
- Дарья Загорская
Фото Eliakim et al.
Число вновь разрабатываемых автономных роботов неуклонно растёт, но одним из самых слабых мест в этой области была и остаётся навигация.
В новом исследовании израильские инженеры создали машину, которая способна подражать летучим мышам – признанным асам в этом непростом деле. Ориентируется робот только с помощью звука.
Одной из наиболее сложных задач, с которыми сталкиваются разработчики автономных роботов, является оперативное составление карты незнакомой местности в ходе первого прохождения по ней. Но с подобной задачей легко справляются, например, летучие мыши, используя эхолокацию, или ориентировку в пространстве при помощи звуков.
Эхолокация в природе – одна из самых впечатляющих систем навигации, основанная на отражении звуковых волн и их восприятии живыми организмами. Её используют летучие мыши, дельфины, землеройки, ночные бабочки совки, некоторые ластоногие и даже птицы. Благодаря этим способностям животные с лёгкостью ориентируются там, где мало или и вовсе нет солнечного света.
Теперь, благодаря усилиям команды израильских инженеров из Тель-Авивского университета, работающей во главе с Итамаром Элиакимом (Itamar Eliakim), эхолокация помогает покорять неизведанные пространства и новому автономному роботу.
За основу ими был взят принцип, который используют в навигации летучие мыши. Название устройство получило соответствующее – Robat.
Летучие мыши посылают ультразвуковой сигнал, неслышный для человеческого уха, и улавливают отражённое от препятствий эхо. При этом они всегда точно знают, где ветка, где насекомое, а где глухая стена. Предыдущие попытки использовать эхолокацию в робототехнике сводились к установке сонаров – технических устройств, которые помогают обнаруживать различные объекты под водой. Навигационное оборудование Robat отличается от прежних технологических решений и подражает биологическим особенностям именно рукокрылых.
Новый робот оснащён ультразвуковым динамиком, который издаёт сигналы в том же частотном диапазоне, что и летучие мыши (примерно от 20 до 120 кГц). Кроме того, устройство имеет два ультразвуковых микрофона, имитирующих уши животных. Робот перемещается по незнакомой ему среде, используя для этого только отражённый звуковой сигнал.
Он определяет границы объектов, которые встречаются на пути и классифицирует их с помощью нейронной сети.
В итоге в «мозге» машины формируется подробная карта окружающей среды. Например, в ходе одного из тестов, робот успешно определял, была ли на его пути непроходимая стена или растение, через которое он мог пройти.
Подробное описание перспективного изобретения было опубликовано авторами в издании PLOS Computational Biology.
Кстати, Robat – это не первое устройство, вдохновлённое способностями летучих мышей. Ранее авторы проекта «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) уже писали и о представленных другими командами роботе-летучей мыши и роботе-вампире. Правда, эхолокацией эти устройства похвастаться не могли.
новости
Весь эфир
Интерактивная игрушка Vivid Летучая мышь Нокто
- Описание
- Отзывы (0)
Интерактивная игрушка Vivid Летучая мышь Нокто со световыми и звуковыми эффектами — это невероятная возможность поселить у себя дома летучую мышь, которая будет вести себя, как настоящая!
Этот забавный робот обладает собственным характером, умеет играть в крестики-нолики, танцевать, и даже охранять место своего обитания.
Особый интерес представляет функция защитного режима, включенного в список способностей Нокто. В чем же она заключается? Ну, как понятно из названия, интерактивная игрушка будет предупреждать своего владельца о всяких тревожных вещах, происходящих в комнате. Реализовано это будет следующим образом: достаточно подвесить Нокто над дверью в привычной для всех летучих мышей позе (вниз головой) при помощи специального крепления, чтобы этот хранитель всякий раз издавал предупреждающий звук, когда кто-нибудь попробует проникнуть к вам незамеченным в комнату. Не правда ли, это удивительная и полезная способность? Никто, кстати, не мешает найти и другие места для зависания непоседливой и забавной зверюшки.
Нельзя не сказать несколько слов и о внешнем виде Нокто. Во многом игрушка сохранила пропорции и черты настоящей летучей мыши. Большие уши, глаза в виде двух небольших дисплеев, крылья, которые могут двигаться. Разумеется, выполнено все это великолепие в черном цвете. Конечно, обозначенные ранее способности — это далеко не все.
Кроме того, для работы нашему замечательному питомцу не потребуются популярные нынче приложения, поскольку этот игрушечный представитель отряда рукокрылых вполне самодостаточен.
Летучая мышь Нокто — настоящая непоседа, так что всевозможные проделки с ее стороны вам просто обеспечены. Если же вы захотите взять паузу и сделать небольшой перерыв в игре, то ничто не помешает уложить ее спать. Нет сомнений, что этот замечательный интерактивный питомец сможет выделиться среди всех остальных игрушек малыша, наполнит его сюжеты и истории необычными элементы и особенностями.
Пока нет отзывов
Оставить отзыв
Все поля обязательны к заполнению
СПИСОК КЛУБОВ ПО РОБОТОТЕХНИКЕ, РЕКОМЕНДУЕМЫХ КОМПАНИЕЙ «РОБОТ и Я»
О нас
Компания «Робот и Я» занимается поставками детской робототехники в России. Мы являемся официальным розничным и оптовым поставщиком российского производителя РОБОТРЕК, российского представителя HUNA-My Robot Time, российского представителя Engino, российского производителя Joyd и т.
д.
Наш игровой стенд можно увидеть на многих тематических мероприятиях таких как СпортЛенд, Бал Роботов, шоу Роботы и Дети в театре Кураж, в Москве, С-Петербурге и других городах.
На базе робоконструкторов HUNA MRT открыты детские клубы по робототехнике в Петербурге, а также планируется открытие сети клубов в Москве и других городах России.
Компания «Робот и Я» делает робототехнику доступной и увлекательной! Мы являемся основными поставщиками робототехнических конструкторов HUNA-My Robot Time по Москве и Московской области в частные и государственные учебные заведения. Так же осуществляем поставки по другим регионам России.
Вот летучая мышь-бот, первый летающий робот-летучая мышь
Группа ученых только что построила первого робота, который выглядит и летает как летучая мышь. Они назвали его, конечно же, Bat Bot.
Бэт-бот — не что иное, как чудо инженерной мысли.
Он весит всего 3,3 унции — примерно как два мяча для гольфа. С силиконовой мембраной, натянутой на каркас из углеродного волокна, с головой, набитой бортовым компьютером и датчиками, и пятью микромоторами, натянутыми вдоль его позвоночника, Бэт-Бот способен к автономному машущему полету. Разработанный тремя робототехниками во главе с Сун-Джо Чангом из Калифорнийского технологического института, он был представлен сегодня в журнале 9.0005 Научная робототехника .
Посмотреть полный пост на Youtube
Что делает Bat Bot таким замечательным, так это то, насколько чертовски сложно было имитировать естественный полет летучей мыши. Если бы полеты были искусством, летучие мыши сделали бы пилотов с неподвижным крылом похожими на рисование пальцами. Это потому, что при каждом взмахе крыльев «летучие мыши используют более 40 активных и пассивных суставов [наряду] с гибкими мембранами своих крыльев», — говорит Чанг. Кроме того, летучие мыши пользуются целым набором других трудно имитируемых биологических трюков, таких как кости, которые адаптивно деформируются при каждом взмахе крыла.
«Возможно, летучие мыши обладают самым сложным силовым механизмом полета среди животных», — пишут робототехники в своей статье.
Бэт-бот выполняет четыре основных компонента движения крыла летучей мыши — сгибание плеча, локтя и запястья, а также взмах хвостом из стороны в сторону.
Ramezani, Chung, Hutchinson, Sci. Робот. 2, eaal2505 (2017)
Усовершенствованный робот, простая летучая мышь
Чтобы построить Бэт-бота, команде Чанга сначала пришлось отказаться от фантазии о том, что они могут просто механизировать взмахи крыльями летучей мыши, сустав за суставом. «Нецелесообразно или невозможно включать [все 40] этих соединений в конструкцию робота», — говорит Чанг. Даже с самыми передовыми робототехническими технологиями на сегодняшний день вы просто получите тяжелого, неуклюжего робота, который никогда не оторвется от земли.
Вместо этого трио сосредоточилось на биологических исследованиях полета летучих мышей, включая чрезвычайно полезное исследование суставов летучих мышей 2008 года, автором которого является биолог и ведущий канала Discovery Дэн Рискин.
Изучая исследования, они стремились понять, без каких из этих 40 суставов можно обойтись, а какие абсолютно необходимы.
«Возможно, летучие мыши обладают самым сложным силовым механизмом полета среди животных.»
В конце концов, у летающего робота Чанга девять суставов. И хотя Бэт-Бот — это серьезно продвинутая машина, это все же довольно простая летучая мышь. Например, «пальцы» Bat Bot из углеродного волокна не имеют костяшек или суставов. И летучая мышь не крутит активно запястья, как это делает обычная летучая мышь.
Есть и другие упрощения. В то время как мембраны крыльев летучих мышей могут иметь разный уровень жесткости в разных местах, сверхтонкая силиконовая мембрана Bat Bot (которую команда Чанга изготовила самостоятельно) обладает одинаковой гибкостью.
Посмотреть полный пост на Youtube
Тем не менее, элегантный полет Бэт-бота почти неотличим от его биологического родственника.
Он плавно и независимо сгибает и разгибает запястья, плечи, локти и ноги, скользя по воздуху. Если вы не биолог, то вам будет трудно заметить механические различия между взмахами Бэт-бота и настоящими.
Что еще круче, Бэт-бот не управляется дистанционно. Используя легкий набор датчиков и компьютеров, он может автономно выполнять колебательное планирование, развороты и резкие пикирования. Но Bat Bot не идеален — пока. Он еще не может подняться в воздух; он может взмахивать только в контролируемом скольжении. Эскалация полета, а также типичная перевернутая насест летучей мыши — это две возможности, над которыми команда Чанга работает прямо сейчас.
Почему летучие мыши?
Летные характеристики Rousettus aegyptiacus вдохновлены летучими мышами.
Ramezani, Chung, Hutchinson, Sci. Робот. 2, eaal2505 (2017)
Огромная сложность Bat Bot заставляет задуматься: зачем вообще возиться со сложным и непостоянным полетом летучих мышей, когда на рынке уже есть проворные летающие роботы, такие как дроны-квадрокоптеры?
Команда Чанга утверждает, что мягкость Бэт-бота и отсутствие быстро вращающихся пропеллеров делают его более безопасным для людей, чем другие летающие роботы.
Чанг предполагает, что будущие воплощения Bat Bot смогут летать по новым строительным площадкам в середине строительства, садясь на балки, чтобы делать фотографии или выискивать ошибки или другие структурные недостатки. Если кто-то наткнется на строителя, ничего страшного.
После того, как я ударил в лицо мошеннический квадрокоптер, я могу подтвердить их утверждение о том, что столкновение пропеллера лбом с людьми очень болезненно и его следует избегать любой ценой.
Возможно, было бы проще построить более безопасный квадрокоптер. Но эй, мы здесь не для того, чтобы допрашивать этого отважного робота. Смысл существования Bat Bot еще более прост. Во-первых, Bat Bot великолепен. Во-вторых, мы полагаем, что Bat Bot — это очень эффективное топливо для кошмаров для тех, кто уже боится летучих мышей, и что в этом может не нравиться?
Уильям ХеркевитцРепортер по науке и технологиям
Уильям Херкевитц — журналист по науке и технологиям из Берлина, Германия.
Он пишет о теоретической физике, искусственном интеллекте, астрономии, настольных играх, пивоварении и обо всем, что между ними.
Наконец-то летучая мышь-робот, которую мы заслуживаем, и летучая мышь-робот, которая нам нужна
Пожалейте жалких людей. Они заземлены, и, что еще хуже, на двух ногах вместо четырех. Летучие мыши — настоящие герои здесь — единственные млекопитающие, способные летать с двигателем. Они такие грациозные и услужливые, собирают всех этих насекомых прямо в полете.
Таким образом, завистливые люди использовали силы летучих мышей в новом фантастическом роботе, которого ученые представили миру ранее на этой неделе. Хотя Bat Bot, или, для краткости, B2, еще не имеет максимального времени автономной работы, это впечатляющий инженерный подвиг, имеющий большое значение для того, как дизайнеры будут создавать дроны будущего.
Птицы могут быть самыми многочисленными летунами, но летучая мышь — это чудо эволюции. Кости, поддерживающие каждое крыло, на самом деле представляют собой невероятно длинные пальцы, покрытые тонкой мембраной.
Это дает ему гибкость, которой не могут коснуться птицы, и дарит летучей мыши невероятную маневренность для перехвата насекомых на лету.
Однако эта элегантность требует сложной инженерной мысли. Крылья летучей мыши имеют более 40 суставов, но исследователи сократили их число до девяти: пять из них управляются мини-моторами, а четыре — просто пассивными. Это интересно с эволюционной точки зрения: естественный отбор остановился на гораздо более сложной системе, но наука смогла упростить вещи, сохранив при этом функциональность.
Помимо маневренности, неподвижное крыло также намного эффективнее, чем, скажем, квадрокоптер. «Нам не нужно постоянно запускать двигатели, потому что мы можем получить подъемную силу за счет крыльев, поэтому он может быть более энергоэффективным», — говорит аэрокосмический робот Калифорнийского технологического института Сун-Джо Чанг, один из разработчиков бота.
Эта эффективность и маневренность могут быть очень важны для спасательных операций.
На данный момент квадрокоптеры не справляются с тесными пространствами, такими как разрушенные здания. «Вы должны иметь возможность летать без GPS, потому что вы находитесь под землей, у вас много металла и арматуры, и у вас мало света», — говорит робот-спасатель Робин Мерфи из Texas A&M.
Летучая мышь, тем не менее, является естественным в такой среде. (Вы знаете, вся эта пещерная штука.) Оснащенный нужными датчиками и автономией, робот-летучая мышь может искать заваленных людей в ловушке, до которых квадрокоптер никогда не сможет добраться. Ведь если обрезать стену дроном, то все. Готово. «Одна из приятных вещей в этом видоизменяющемся крыле, — говорит Мерфи, — и что замечательно в летучих мышах и птицах в целом, так это то, что они не возражают против небольшого столкновения». Гибкое крыло может просто оправиться от удара.
Летучая мышь весит всего 3 унции и представляет собой очень легкий летательный аппарат. Это также является ключевым моментом для спасательных операций: чем легче робот, тем больший вес он может нести.