Немецкая компания Festo сообщила о создании летающего робота по подобию пчелы. Подобно обычным пчёлам, робопчёл научили летать роем без столкновений друг с другом и препятствиями. В компании считают, что работа по подобным проектам принесёт много нового в робототехнику и позволит позаимствовать у природы множество рабочих решений.

Источник изображений: Festo

Основной вид деятельности компании Festo — это производство промышленного оборудования. Около 15 лет назад проектное подразделение компании занялось изучением и созданием бионических механизмов. В активе разработчиков робот-муравей, робострекоза, робот-бабочка, робопаук, летучая лисица и что-то ещё. На примере этих механизмов инженеры изучали и приспосабливали к ним особенности движения и полёта живых существ. Робопчела стала последней разработкой, в ходе которой впервые был реализован механизм полёта в рое.

Конструкцию робопчелы BionicBee в виде орнитоптера (махолёта) с двумя маховыми крыльями помогал проектировать ИИ на основе генеративных алгоритмов. За счёт этого удалось максимально облегчить конструкцию. Вес BionicBee составил 34 грамма при длине корпуса 22 см и размахе крыльев 24 см. Частота взмахов может меняться от 15 до 20 раз в секунду. Эту работу выполняет бесщёточный электродвигатель. Отдельно три сервомотора у основания каждого крыла меняют их геометрию, чтобы создавать подъёмную силу в нужное время и в нужном месте.

Регулируя наклоны и геометрию крыльев, инженеры заставляют робопчелу лететь вперёд, делать развороты в обе стороны или кружить на месте, а также менять высоту полёта. Собственно, точную траекторию полёта задаёт центральный компьютер, а поскольку все робопчёлы создаются вручную и имеют разброс характеристик, каждая из них проходит автокалибровку. После калибровки робопчёлами можно управлять как унифицированными единицами, не заботясь о том, что одна может быть тяжелее, другая легче, а у третьей чуть другие крылья.

Система полёта робопчёл в рое строится на системе широкополосных маяков (UWB). В специальном помещении установлено два уровня маяков, по временным меткам которых робопчёлы определяют своё место в пространстве и в рое. Система учитывает множество факторов, включая турбулентность от махов крыльями соседок в рое. Для инженеров Festo это был ценный опыт по созданию роботизированной летающей единицы и организации согласованного полёта группы таких единиц. Когда-нибудь этот опыт пригодится для разработки ещё более продвинутых бионических и роящихся автоматов.

Международная инициатива DeTOP с 2018 года объединяет усилия исследовательских организаций медицинского профиля из Швеции, Италии, Швейцарии и Великобритании. Её целью является создание достаточно проворного с точки зрения мелкой моторики бионического протеза руки, интегрируемого в районе предплечья пациента, который позволяет получать обратную связь по ряду ощущений. Первые успехи на этом направлении уже достигнуты.

Источник изображения: DeTOP

Как сообщает ExtremeTech со ссылкой на Science Robotics, на протяжении последних четырёх лет специалисты DeTOP готовили эксперимент по вживлению элементов протеза руки жительнице Швеции, которая потеряла кисть и часть предплечья в результате травмы, полученной около двадцати лет назад. Пациентка по имени Карен, как сообщается, до этого страдала от сильных фантомных болей в руке, в результате чего была вынуждена принимать болеутоляющие средства и часто не могла полноценно отдыхать во сне, а также заниматься физической работой при использовании протезов прежних поколений.

Участнице эксперимента в рамках подготовки к вживлению элементов протеза в кости предплечья и «подключения» управляющих электродов к её нервным окончаниям, была проведена подготовительная реабилитация, направленная на укрепление костей предплечья, с которыми создателям протеза в дальнейшем пришлось работать. Кости в ампутированных конечностях часто теряют былую прочность, поэтому перед интеграцией бионического протеза их в данном случае нужно было укрепить.

Эксперимент показал, что новый бионический протез позволяет на 80 % восстановить функции руки пациентки. Она даже получила возможность чувствовать силу нажима и различать текстуру поверхностей, к которым прикасается протезом. Кроме того, Карен стала меньше страдать от фантомных болей в ампутированной конечности. Прежде чем освоиться с новым протезом, пациентка тренировалась управлять им в среде виртуальной реальности. Каждым пальцем протеза Карен может управлять по отдельности, а также чувствовать обратную связь при взаимодействии с предметами, до которых она дотрагивается. Эксперимент DeTOP значительно улучшил качество жизни Карен, но пока сложно сказать, насколько успешно данные технологии можно тиражировать.