Engineering

Тактильна телеоперація

Почуття віддаленої стіни через дві з'єднані ручки. Порівняйте затримку, контактну жорсткість і енергійно обмежений канал силового зворотного зв'язку.

Автор — Mykhailo Makarov

Зображення з програми

Що відбувається

Збільште затримку, а потім порівняйте зворотний зв’ язок з обмежувачем енергії зворотного зв’ язку і без нього.

Блакитна ручка слідує за оператором, якого представляють пружиною і амортизатором; янтарна ручка натискає на стіну, встановлену на еластичній пружині.

Одна ось, передбачена операційна ціль, кінцеві маси і сили сервісу.

Обмежувач енергії зворотного зв' язку обмежує лише позитивну роботу актуатора зворотного зв’ язку сили; це не повний двосторонній контролер пасивності або справжнє апаратне забезпечення для відчуття дотику.

Що спробувати

Модель та її обмеження

Одна ось, передбачена операційна ціль, кінцеві маси і сили сервісу.

Інші експерименти

До каталогу

Engineering

Роботи несуть спільний вантаж

В ангарі для марсоходів марсіанської дослідницької бази на заході сонця, коли його величезні ворота відчинені на червоний реголіт, шість маленьких шестиколісних роботів, пристикованих до великого ящика із сонячними панелями, несуть його вздовж намальованої лінії через поворот на чверть кола до його відсіку. Кулонове тертя підлоги вимагає mu m g, перш ніж ящик узагалі зрушить; колеса кожного робота дають не більше mu_w m_r g, тому потрібне число роботів однакове на Марсі й на Місяці та зростає на Землі, де обмежують мотори. Команда має спільний закон керування, і кожен робот бере свою частку з мінімальною нормою: вимкніть одного — і дивіться, як ящик розвертається, доки інші не дізнаються про це й не візьмуть його навантаження; заберіть двох — і команда входить у насичення, а ящик лише повзе. Дайте одному роботу штовхати порожній ящик поза центром — і той повертається навколо точки на своїй довгій осі, яку передбачає замкнена формула для однорідного прямокутника. Кожен джоуль, вкладений роботами, з’являється знову як тепло в підлозі.

Engineering

Вантажний дрон із підвіскою

Доставте посилку вздовж приміської вулиці літнього вечора: квадрокоптер злітає з майданчика на даху складу, перетинає сади проти поривчастого зустрічного вітру, гальмує над останнім будинком, опускає посилку на лебідці на килимок доставки й летить додому. Кожному роторові на висінні потрібна потужність за імпульсною теорією T^1.5/sqrt(2ρA); у поступальному польоті індуктивна потужність спадає, опір лопатей і корпусу зростає, а крива потужності за замкненою формулою дає швидкості найбільшої тривалості й найбільшої дальності польоту. Різко загальмуйте — і посилка розгойдається, як маятник із періодом 2π sqrt(L/g); увімкніть гасіння розгойдування — і контролер стежитиме за коливанням, доки воно не згасне. Утримуйте дрон на місці за сталого вітру — відносно повітря він у поступальному польоті: його нахил, кут відхилення посилки й потужність дорівнюють своїм замкненим формулам, — і кожен джоуль, узятий з акумулятора, простежується в слід роторів, лопаті, опір, висоту й лебідку.

Engineering

Безпілотний шатл

Проїдьтеся безпілотним електричним шатлом університетським кампусом уночі після дощу. Він кермує методом чистого переслідування (pure pursuit) — цілиться в точку попереду на маршруті з кривиною 2 sin(alpha)/L_d, рівно 1/R на колі, — сповільнюється до sqrt(a_lat/kappa) перед кожним поворотом, зупиняється точно біля позначки на двох зупинках у межах комфортних уповільнення й ривка й стежить за дорогою віялом променів лідара. Біля зебри чекає пішохідка: шатл бачить її й поступається. Вимкніть правило поступання — і вона ступить на дорогу за 14 м попереду; екстрене гальмування займе відстань за замкненою формулою v tau + v^2/2a + v a/2j; дайте сприйняттю затримку 1,2 с — і шатл до неї доїде; поставте фургон перед зеброю — і вона буде прихована, доки не опиниться на смузі. Спробуйте сухий асфальт і мокре листя й простежте кожен джоуль від акумулятора в мотори, повітря, шини й гальма та назад через рекуперацію.