محققان سبد پرنده‌ای را معرفی کرده‌اند؛ یک سیستم حمل و نقل بار جدید که بر اساس تعامل فیزیکی انسان و ربات کار می‌کند.

این سیستم که توسط تیمی از دانشگاه ملی علم و فناوری سئول(SeoulTech) در کره جنوبی توسعه یافته است از یک پلتفرم جدید دارای چند موتور و پروانه به نام «پالترون» نیرو می‌گیرد.

این سبد رباتیک دارای یک دسته در پشت است که آن را بیشتر به یک سبد خرید شبیه می‌کند و یک محفظه مسطح بزرگ نیز برای بارگیری ساده بارها دارد.

پرواز پالترون توسط شخصی انجام می‌شود که دسته را گرفته و در جهات مختلف نیرو اعمال می‌کند تا سبد ثابت بماند و در حین پرواز کج نشود.

این تیم از یک تکنیک کنترل پذیرش با الگوریتم مشاهده‌گر برای تخمین ساده‌تر نیرو استفاده می‌کند.

محققان پایداری و عملکرد پرواز این سبد رباتیک را تحت بارهای مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند و نشان دادند که افراد می‌توانند به طور موثر این سبد را از طریق نیروهای اعمال شده در آزمایش‌ها کنترل کنند.

پیشبرد محموله‌های هوایی

وسایل نقلیه بدون سرنشین چند پروانه(mUAV) به دلیل ظرفیت حرکت در همه جهات، از ابزارهای اولیه عکاسی هوایی و ربات‌های سازگار برای جابجایی کالا و تجهیزات تبدیل شده‌اند.

به گفته این تیم، ماموریت‌های «تعامل فیزیکی هوایی»(APhI) که در آن افراد می‌توانند به طور فیزیکی پرواز یک mUAV را هدایت کنند، توجه بیشتری را به خود جلب کرده‌اند. به همین دلیل mUAV را می‌توان مانند یک سبد خرید نیز طراحی کرد و حرکت داد که آن را برای جابجایی محموله ها در مکان‌هایی مانند کارخانه‌ها یا مراکز خرید عالی می‌کند.

برخلاف چرخ‌دستی‌ها، mUAVها می‌توانند بر روی موانعی مانند راه پله پرواز کنند. رویکردهای فعلی شامل تماس مستقیم یا استفاده از اتصالات است که هر کدام دارای مزایا و معایبی از جمله مسائل ایمنی است.

محققان سیستم حمل و نقل هوایی محموله هوایی مبتنی بر تعامل انسان و ربات را به عنوان راه حلی برای این موضوع پیشنهاد می‌کنند. این مطالعه سخت افزار پیشرفته پرواز را برای جابجایی پایدار محموله و یک طراحی کنترل کننده جدید معرفی می‌کند که امکان کنترل آسان پرواز توسط انسان را فراهم می‌کند.

حمل و نقل هوایی پایدار

طراحی پالترون شامل یک محفظه محافظ مکعبی برای عبور جریان هوا و بارگیری ایمن است. پالترون همچنین دارای هشت موتور محرک شامل چهار پروانه و چهار موتور سروو برای کنترل دقیق در تمام جهات است.

طراحی جدید توسعه یافته توسط این تیم همچنین شامل یک دسته برای تعامل انسانی و یک محفظه بزرگ برای حمل بار است.

پهپاد پالترون با حفظ تعادل حتی در صورت حمل بارهای توزیع نشده، یک حمل ایمن و پایدار را تضمین می‌کند.

گفته می‌شود که این سبد رباتیک به ورودی کاربر پاسخ می‌دهد و لمس‌های کوچک از جانب کاربر را حس می‌کند و این لمس‌ها را به تغییر جهت حرکت در جهت‌های افقی، عمودی و انحرافی تبدیل می‌کند.

یک چالش کلیدی، تمایز قائل شدن بین نیروهای وارده از محموله‌ها و انسان است، زیرا هر دو می‌توانند بر حرکات این پهپاد تأثیر بگذارند. با این حال، این تیم ادعا می‌کند که یک روش ساده برای این تمایز در نظر گرفته است.

پالترون برای جلوگیری از ریختن بارها از بازوهای پروانه‌ای داخلی خود استفاده می‌کند. همچنین با وجود نگرانی‌ها در مورد جریان هوا، ساختارهای جانبی متخلخل آن نیروی رانش کافی را تضمین می‌کنند و زمانی که قسمت بالایی کاملاً پوشانده شود نیز به خوبی هوا در آن جریان می‌یابد تا اختلالی در کار آن به وجود نیاید. گفته می‌شود در صورتی که قسمت بالایی پالترون کاملاً پوشانده شود، تنها پنج درصد از نیروی آن کاهش می‌یابد.

نسخه فعلی پالترون به کنترل کاربر نیاز دارد، اگرچه در صورت رها شدن می‌تواند موقعیت خود را حفظ کند.

محققان عملکرد آن را با هدایت یک چرخ‌دستی مقایسه می‌کنند.

نسخه فعلی پالترون می‌تواند حدود ۳ کیلوگرم بار را حمل کند و هنوز برای بارهای سنگین مناسب نیست.

جزئیات این کار در مجله IEEE Robotics And Automation Letters منتشر شده است.