Квадрокоптеры строят мост из веревок в ETH Zurich

Исследование строительных возможностей дронов провели ученые из ETH Zurich (швейцарский институт динамических систем и управления Федеральной высшей школы Цюриха) совместно с архитектурной компанией Gramazio Kohler Research. Эксперимент проводился для того, чтобы продемонстрировать практическое применение воздушных роботов в строительстве.

Испытания летательных аппаратов в рамках проекта Aerial Construction учеными проводятся с 2012 года. Цель проекта — разработка управляемых роботов для использования в строительной индустрии. Сложность таких исследований — в нестандартности сочетания инновационного цифрового дизайна и строительных работ. Задача строительства канатного моста решалась двумя специально запрограммированными роботами. Предварительные испытания составленной учеными программы проводились в здании Flying Machine Arena (Цюрих, Швейцария).

Роботы-строители возвели канатный мост и показали ряд преимуществ по сравнению с привычными строительными машинами. Главное их качество — это способность летающих аппаратов подниматься на любую заданную высоту в пространстве. С другой стороны, у них есть существенный недостаток — малые летательные аппараты не способны поднимать тяжести. К тому же точность их перемещения недостаточно высока.

Строительство веревочного моста проводилось в помещении 10 - 10 метров, было первым серьезным испытанием квадрокоптеров. Демонстрация способностей дронов показала, что такая задача им вполне по плечу. Именно эта задача была выбрана для эксперимента по ряду причин. Во-первых, здесь не было необходимости поднимать большие грузы, во-вторых, веревочный мост — достаточно пластичная растягивающаяся конструкция, не требующая сверх точности в построении.

Опоры моста по обеим сторонам представляют собой жесткую конструкцию, все остальные его части — это растягивающиеся элементы из веревок. В итоге веревочный мост длиной 7,4 м за небольшой срок построили всего два дрона. На полноценный мост, выдерживающий тяжесть человека, потребовалось примерно 120 м веревки. Сама веревка — не обычная, она выполнена из сверхвысокомолекулярного полиэтилена повышенной плотности марки Dyneema. Вес одного метра этого каната — всего 7 грамм. Это идеальное волокно для воздушных сооружений.


Строители не просто натянули веревки между якорными точками. 9 сегментов моста соединены обмотками, узлами, петлями, плетеными косами и другими сложными элементами. Моторизированные катушки роботов регулировали степень натяжения веревок. Пластиковая труба служила гарантией того, что сами коптеры не запутаются в них.

Управление квадрокоптерами велось при помощи компьютера, который отслеживал их местоположение по сети беспроводной связи. Определив координаты воздушных строителей высокоточными датчиками захвата движения, компьютер координировал их деятельность в строительном процессе по алгоритму. Полномасштабное строительство с множеством летательных аппаратов осложняется трудностями в контроле местоположения каждого дрона. Они могут сбиваться с заданного маршрута, путать веревки, врезаться друг в друга.

Возможно, в будущем именно квадрокоптеры станут строителями легких навесных мостов, тентовых конструкций и других аналогичных вещей. Фантазия подсказывает, что путешественники с парой дронов в рюкзаке могут спокойно отдыхать, пока те возводят небольшой веревочный мостик через реку.

Наработки исследователей впечатляющи, но требуют дальнейшего развития. Конечно, подобные опыты нуждаются в больших финансовых вложениях, разработке дополнительных технических приспособлений и программного обеспечения.

Видео о работе дронов смотрите ниже: