Швейцарские инженеры обучили дроны взаимодействию с людьми
В рамках обучения дронов взаимодействию с людьми, швейцарские инженеры связали поводком оператора с дронов. Гексакоптер тянет человека за трос, проверяет уровень его натяжения, чтобы не потерять связь, и таким образом направляет человека в нужном направлении. Так дрон может реагировать на изменения в поведении человека, если он, например, начнет идти быстрее или остановится, а затем корректировать и собственное поведение в воздухе. Как дрон тянул за поводок инженеров, они поделились в IEEE Robotics and Automation Letters. А видео эксперимента, где один из испытуемых еще и прикрывается от своего проводника щитом, доступно на канале разработчиков.
Зачем сажать дрон на поводок?
Кроме того, что дроны отлично справляются со своим прямым назначением летать и уже достигли даже Марса, кроме мониторинговых и летных задач, инженеры ищут им и более "физические" задачи: наделяют ножками или манипуляторами и приспосабливают к доставке и даже сбору урожая. И все это, конечно, приведет к увеличению количества дронов вокруг нас. И потому, равно как и с обычными "земными" работами, следует рассмотреть летающих в контексте взаимодействия роботов с людьми (Human-Robot Interaction). К примеру, в сфере телеуправления.
Человекоподобные работы или, обычно, просто манипуляторы уже давно умеют слушать команды оператора через, например, джойстик, а то и вовсе повторять действия за человеком, выполняющим в виртуальной реальности. Для этого и человеку-оператору, и работе нужно четко понимать, к чему они стремятся друг от друга, а также нужно иметь точную обратную связь друг от друга. Если, например, робот должен точно воспроизводить движения человека, то человеку нужно точно понимать, с какой силой и как робот выполнит определенное задание. К тому же наземные работы уже могут планировать свои деяния, беря во внимание, что рядом могут быть люди (каким либо которые могут навредить).
Дроны же пока не приблизились так сильно к нашему быту, поэтому обходятся дистанционным управлением. Однако если дронам доверят более сложные задачи и так больше приблизят их к людям, нужно рассмотреть вопросы, во-первых, безопасного взаимодействия, а во-вторых, обеспечения обратной связи, чтобы это взаимодействие было эффективным. И в этой работе инженеры из Федеральной высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) предложили увязать людей и дронов тросом, а также предложили для последних контроллер, который поможет использовать силу как обратную связь от взаимодействия с оператором.
Чем полезен дрон на поводке?
В данной работе инженеры приступили к разработке системы взаимодействия дрона с человеком через трос, где задачей дрона является безопасно провести человека в нужную точку, используя только этот косвенный канал связи. Это понадобится, например, людям с нарушениями зрения. Однако разработчики должны обеспечить дрон умением адаптироваться к поведению человека, ведь если человек начинает идти быстрее, то трос провисает и связь теряется. Поэтому они предложили новый контроллер для дрона, где тот будет оценивать не только поведение робота, но и предоставить ему необходимые сведения о спутнике, ориентируясь на силу от натяжения троса.
Как управлять дроном на поводке?
В новой версии алгоритма управления дрон пытается поддерживать натяжение полутораметрового троса на одном уровне и таким образом оценивает ситуацию. Так он, получая координаты точки назначения, с помощью датчика усилия 800 раз в секунду проверяет натяжение троса и в зависимости от этого выбирает стратегию, которая поможет поддерживать натяжение на одном уровне. Это уменьшает ошибку направляющей силы и делает управление дроном более эффективным. Эксперименты, имитирующие разное поведение человека, подтвердили стабильную и в целом улучшенную производительность нового контроллера по отслеживанию силы. Дрон постоянно поддерживал натяжение троса, что сделало управление им гораздо более комфортным для оператора.
