27/05/2024
Door Ad Spijkers
Met een nieuwe benadering willen Amerikaanse onderzoekers het vervoer via drones veiliger en efficiënter maken.
Een veel genoemde potentiële toepassing is het bezorgen van pakketjes via de lucht. Maar hun potentieel is veel groter en ook veel belangrijker dan het afleveren van een doos met wascapsules Dat idee is maar moeilijk van de grond gekomen sinds Jeff Bezos van Amazon het meer dan tien jaar opperde. En dat is misschien maar goed ook, tenzij u zich wilt specialiseren in het koppen van wascapsules die letterlijk uit de lucht komen vallen.
Nieuwe benadering
Drones kunnen een grote aanwinst zijn, omdat ze tijd, geld en het welzijn van werknemers kunnen besparen in sectoren als de bouw. Als geen kraan of lift beschikbaar is, moeten mensen materialen over meerdere verdiepingen tillen. Drones kunnen ook levensreddende goederen leveren in rampgebieden. Het liefst zetten we luchtrobots zodanig in dat mensen de robot helemaal niet meer hoeven aan te raken. In plaats daarvan zouden we de robot moeten kunnen vertellen dat hij een doos met medicijnen moet ophalen en afleveren waar die nodig is.
Traditionele dronesystemen in de literatuur hebben zich geconcentreerd op robotarmen voor autonoom grijpen. Dergelijke armen zijn zwaar en moeilijk om mee te vliegen omdat ze het zwaartepunt van de drone veranderen. Gewicht besparende maatregelen zijn onder meer het gebruik van een origami-achtige constructie en kleine motoren. Onderzoekers aan de Lehigh University in Bethlehem (100 km westelijk van New York) hebben subsidie gekregen van de National Science Foundation voor een idee dat een geheel andere aanpak hanteert. De wetenschappers gaan het gebruik van kabels, knopen, haken en vaak meerdere robots onderzoeken om objecten in de lucht te verplaatsen.
Het project omvat het ontwikkelen van algoritmen waarmee drones wrijving kunnen overwinnen en daadwerkelijk een knoop in een kabel kunnen leggen zonder zelf verstrikt te raken. De onderzoekers kunnen hiervoor niet de traditionele algoritmen voor reinforcement learning gebruiken. We moeten die zelf maken, omdat de algoritmen heel snel moeten leren omdat robots in de lucht snel moeten werken.
Ontwikkelingstraject
Het ontwikkelteam is multidisciplinair samengesteld. Werktuigbouwkunde en mechanici zullen de topologische planning uitvoeren. Hierdoor kunnen de robots zich aanpassen aan de specifieke vereisten van het beveiligen van individuele items, zoals een stoel versus een tafel. Het team zal ook gebruik maken van trekhaken. Ze hebben een nieuw concept dat een veelhoekige trekhaak wordt genoemd. Paren robots kunnen één kant van de polygoon maken en zijn alleen verantwoordelijk voor die kant. De polygoon kan omhoog of omlaag worden geschaald, afhankelijk van de grootte van het object dat moet worden verplaatst.
Het uiteindelijke doel is het creëren van een efficiëntere levering vanuit de lucht . Maar dat betekent dat eerst een groot aantal problemen moet worden opgelost voordat de ontwikkelaars het transport van twee items kunnen perfectioneren: een basketbal en een zonnepaneel. Voor beide is een net nodig waarbij de kabels bij elkaar worden gehouden door wrijving, niet door knopen. Dat betekent het gebruik van meerdere robots om meerdere kabels door elkaar te vlechten, wat op dit moment een moeilijke taak is voor robots. Maar het onderzoeksproject is vooral een compleet nieuwe manier om naar transport via luchtrobots te kijken.
Foto: Douglas Benedict/Lehigh University