Engineering

Téléopération haptique

Sentez un mur distant à travers deux poignées couplées. Comparez le retard, la rigidité de contact et un canal de force-rétroaction limité d'énergie.

Par Mykhailo Makarov

Image réelle de l’application

Ce qui se passe

Augmentez le délai, puis comparez le retour avec et sans son limiteur d'énergie de retour.

La poignée bleue suit un opérateur représenté par un ressort et un amortisseur ; la poignée orange appuie sur un mur monté sur un ressort élastique.

Un axe, cible d'opérateur prescrite, masses finies et forces servo.

Le limiteur d'énergie de rétroaction limite le travail positif de l'actionneur de rétroaction de force uniquement; il ne s'agit pas d'un contrôleur de passivité bilatéral complet ou d'un matériel haptique réel.

À essayer

Augmentez le délai, puis comparez le retour avec et sans son limiteur d'énergie de retour.

La poignée bleue suit un opérateur représenté par un ressort et un amortisseur ; la poignée orange appuie sur un mur monté sur un ressort élastique.

Le modèle et ses limites

Un axe, cible d'opérateur prescrite, masses finies et forces servo.

Autres expériences

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Engineering

Transport coopératif par robots

Dans le hangar à rovers d’une base de recherche martienne au coucher du soleil, sa grande porte ouverte sur le régolithe rouge, six petits robots à six roues arrimés à une grande caisse de panneaux solaires la portent le long d’une ligne peinte, à travers un quart de tour, jusqu’à sa baie. Le frottement de Coulomb du sol exige mu m g avant que la caisse ne bouge le moins du monde ; les roues de chaque robot donnent au plus mu_w m_r g, si bien que le nombre de robots nécessaires est le même sur Mars et sur la Lune et augmente sur Terre, où les moteurs limitent. L’équipe partage une seule loi de commande et chaque robot prend sa part de norme minimale : coupez-en un et regardez la caisse partir en lacet jusqu’à ce que les autres l’apprennent et reprennent sa charge ; retirez-en deux et l’équipe sature et la caisse ne fait que ramper. Laissez un seul robot pousser la caisse vide hors de son centre et elle tourne autour du point de son grand axe que prédit la formule fermée pour un rectangle uniforme. Chaque joule fourni par les robots réapparaît en chaleur dans le sol.

Engineering

Drone à charge suspendue

Livrez un colis par les airs le long d’une rue de banlieue un soir d’été : un quadricoptère décolle de la plateforme sur le toit du dépôt, traverse les jardins contre un vent de face en rafales, freine au-dessus de la dernière maison, descend le colis au treuil sur le tapis de livraison et rentre. Chaque rotor demande en vol stationnaire la puissance de la théorie de la quantité de mouvement T^1.5/sqrt(2ρA) ; en vol d’avancement la puissance induite baisse, la traînée des pales et du fuselage augmente, et la courbe de puissance en formule fermée donne les vitesses de meilleure endurance et de meilleure distance franchissable. Freinez sèchement et le colis oscille comme un pendule de période 2π sqrt(L/g) ; activez l’anti-ballant et le contrôleur suit l’oscillation jusqu’à ce qu’elle s’éteigne. Tenez le drone dans un vent régulier et il est en vol d’avancement dans l’air - son inclinaison, l’angle de traîne du colis et la puissance égalent leurs formules fermées - et chaque joule tiré de la batterie est suivi jusque dans le sillage des rotors, les pales, la traînée, la hauteur et le treuil.

Engineering

Navette autonome

Montez dans une navette électrique sans conducteur qui fait le tour d’un campus universitaire, la nuit, après la pluie. Elle se dirige par poursuite pure - en visant un point en avant sur le trajet avec la courbure 2 sin(alpha)/L_d, exactement 1/R sur un cercle -, ralentit à sqrt(a_lat/kappa) pour chaque virage, s’arrête au repère à deux stations dans les limites de confort de décélération et d’à-coup, et surveille la route avec un éventail de rayons lidar. Une piétonne attend au passage piéton : la navette la voit et lui cède le passage. Coupez la règle de priorité et elle s’engage 14 m devant - l’arrêt d’urgence prend la distance de la formule fermée v tau + v^2/2a + v a/2j ; donnez 1,2 s de latence à la perception et la navette l’atteint ; garez une camionnette avant le passage piéton et elle reste cachée jusqu’à ce qu’elle soit sur la voie. Essayez l’asphalte sec et les feuilles mouillées, et suivez chaque joule de la batterie vers les moteurs, l’air, les pneus et les freins, et son retour par la récupération.