Engineering

Teleoperazione tattile

Sentire una parete remota attraverso due maniglie accoppiate. Confronta ritardo, rigidità del contatto e un canale di feedback di forza a energia limitata.

Di Mykhailo Makarov

Immagine reale dell’applicazione

Cosa succede

Aumentare il ritardo, quindi confrontare il feedback con e senza il suo limitatore di energia di feedback.

La maniglia blu segue un operatore rappresentato da una molla e un ammortizzatore; la maniglia ambra preme una parete montata su una molla elastica.

Un asse, target operatore prescritto, masse finite e servoforze.

Il limitatore di energia di feedback limita solo il lavoro positivo dell'attuatore di feedback di forza; non è un controller di passività bilaterale completo o un vero hardware tattile.

Da provare

Aumentare il ritardo, quindi confrontare il feedback con e senza il suo limitatore di energia di feedback.

La maniglia blu segue un operatore rappresentato da una molla e un ammortizzatore; la maniglia ambra preme una parete montata su una molla elastica.

Il modello e i suoi limiti

Un asse, target operatore prescritto, masse finite e servoforze.

Il limitatore di energia di feedback limita solo il lavoro positivo dell'attuatore di feedback di forza; non è un controller di passività bilaterale completo o un vero hardware tattile.

Altri esperimenti

Torna al catalogo

Engineering

Trasporto cooperativo con robot

Nell’hangar dei rover di una base di ricerca su Marte al tramonto, con il grande portone aperto sulla regolite rossa, sei piccoli robot a sei ruote agganciati a una grande cassa di pannelli solari la portano lungo una linea dipinta, con un quarto di giro, fino al suo posto. L’attrito di Coulomb del pavimento richiede mu m g prima che la cassa si muova; le ruote di ogni robot danno al massimo mu_w m_r g, così che il numero di robot necessari è lo stesso su Marte e sulla Luna e cresce sulla Terra, dove limitano i motori. La squadra condivide una sola legge di controllo e ogni robot si prende la sua quota a norma minima: spegnine uno e guarda la cassa ruotare finché gli altri se ne accorgono e si fanno carico del suo carico; togline due e la squadra si satura e la cassa avanza appena. Lascia che un solo robot spinga la cassa vuota fuori centro e questa ruota attorno al punto del suo asse lungo previsto dalla formula chiusa per un rettangolo uniforme. Ogni joule immesso dai robot ricompare come calore nel pavimento.

Engineering

Drone con carico sospeso

Porta in volo un pacco lungo una via di periferia in una sera d’estate: un quadricottero decolla dalla piazzola sul tetto del deposito, attraversa i giardini contro un vento contrario a raffiche, frena sopra l’ultima casa, cala il pacco con il verricello sul tappetino di consegna e rientra. Ogni rotore richiede in hovering la potenza della teoria della quantità di moto T^1.5/sqrt(2ρA); in volo traslato la potenza indotta cala, la resistenza delle pale e della fusoliera cresce, e la curva di potenza in formula chiusa dà le velocità di massima autonomia oraria e di massima autonomia di distanza. Frena di colpo e il pacco oscilla come un pendolo di periodo 2π sqrt(L/g); attiva l’antioscillazione e il controllore segue l’oscillazione finché si spegne. Tieni il drone in un vento costante ed è in volo traslato attraverso l’aria - la sua inclinazione, l’angolo di scia del pacco e la potenza eguagliano le loro formule chiuse - e ogni joule prelevato dalla batteria è seguito fino alla scia dei rotori, alle pale, alla resistenza, alla quota e al verricello.

Engineering

Navetta autonoma

Viaggia su una navetta elettrica senza conducente in un campus universitario di notte, dopo la pioggia. Sterza con l’inseguimento puro, puntando a un punto più avanti sul percorso con la curvatura 2 sin(alpha)/L_d, esattamente 1/R su un cerchio, rallenta a sqrt(a_lat/kappa) in ogni curva, si ferma sul segno in due fermate entro i limiti di comfort di decelerazione e di jerk, e sorveglia la strada con un ventaglio di raggi lidar. Una passante aspetta sulle strisce: la navetta la vede e le dà la precedenza. Disattiva la regola della precedenza e lei scende in strada 14 m più avanti: l’arresto d’emergenza richiede la distanza della formula chiusa v tau + v^2/2a + v a/2j; dai alla percezione 1,2 s di latenza e la navetta la raggiunge; parcheggia un furgone prima delle strisce e lei resta nascosta finché non è nella corsia. Prova l’asfalto asciutto e le foglie bagnate, e segui ogni joule dalla batteria ai motori, all’aria, agli pneumatici e ai freni, e di ritorno attraverso la rigenerazione.