Témata
Reklama

Autonomní roboty na vodě i nad vodou

Výzkumníci ze skupiny multirobotických systémů (MRS) z ČVUT, Fakulty elektrotechnické, představili 22. dubna u vodní nádrže Orlík výsledky svých projektů zaměřených na kooperaci létajících robotů a autonomně řízených lodí. Hlavním cílem projektů bylo přesnější a rychlejší mapování znečištění vodních ploch a také lepší ovládání pasivních hladinových plavidel tažených lodí.

Ukázkami bylo završeno několikadenní soustředění, během něhož se v rámci různých experimentů nad hladinu Orlíku vzneslo přes 40 létajících robotů. Na projektech skupina z Fakulty elektrotechnické ČVUT spolupracovala s odborníky a odbornicemi z České zemědělské univerzity v Praze a z firem Fly4Future a Eurosecur.

Reklama
Reklama
Reklama

Podle doc. Martina Sasky, vedoucího skupiny MRS, byly projekty z vědeckého hlediska zajímavé tím, že bylo nutno autonomii dronu a autonomie lodi propojit pomocí prediktivního a kooperativního řízení, přičemž model pohybu lodi se dynamik výrazně liší od modelu dronu. Navíc bylo třeba všechno provést v reálných podmínkách, kde fouká vítr a na hladině jsou vlny.

Na Orlíku tým ukázal, jak autonomní drony dokážou usnadnit a zpřesnit pohyb plovoucího objektu (například měřící bóje) taženého robotickou lodí. „Když loď na dlouhém laně táhne objekt, je obtížné zajistit jeho přesný pohyb po požadované trajektorii. V případě kooperativní manipulace pomocí lodi a dronu lze využít velký výkon lodi a zároveň mnohem agilnější pohyb dronu. Vhodným skládáním sil působících takto různorodým týmem robotů lze dosáhnout mnohem přesnějšího řízení pohybu vlečeného objektu. Díky tomu se dokážeme vyhýbat překážkám, případně získávat senzorická data v přesně požadovaných lokacích,“ vysvětlil doc. Saska.

Tento voděodolný dron dokáže přistávat na lodi i na vodní hladině a kooperovat s autonomně řízeným plavidlem. (Foto: M. Rizikyová, FEL ČVUT)

Drony hledají odpadky a detekují sinice

Drony z FEL ČVUT ale také hledají odpadky na vodních hladinách. Poté, co je najdou, vyšlou informaci lodi, která připluje a nepořádek na daném místě vysbírá. Tento postup je výhodný z hlediska času i nákladů. Spolupracující týmy létajících a plujících robotů pak dokážou s velkou přesností detekovat také hranice vodních ploch zasažených sinicemi.

Motivací k tomuto výzkumu je optimalizovat odběr pitné vody na rezervoárech, které jsou sinicemi zasaženy. Informace o přesné koncentraci sinic a dalšího znečištění získané z více míst přehrady současně umožňují přesně modelovat pohyb znečištění a plánovat odběr vody, nebo dokonce i zásah vedoucí ke snížení znečištění. To neplatí jen u zdrojů pitné vody, ale i třeba zde na rekreačně hojně využívaném Orlíku, kde je nutné veřejnost o stavu vody pravidelně informovat a kde sinice představují závažný problém,“ vysvětlil doc. Saska.

 „Při konkrétní misi je robotická loď vybavena autonomně letícím dronem, který dokáže zcela sám z lodi odstartovat, povrch hladiny rychle analyzovat a potom se zcela sám na loď vrátit a bezpečně přistát. Loď ho sama může vyslat do míst, která potřebuje naskenovat, a na základě v reálném čase zpracovaného měření si naplánuje vlastní trasu do míst, kde je třeba, odebere vzorky, které přinesou přesnější informaci o stavu vody. No a po cestě může navíc sbírat odpadky anebo dokonce zachránit tonoucího,“ s jen mírnou nadsázkou dodal vědec.

Při testování vědeckých výstupů FEL ČVUT na Orlické přehradě tým výzkumníků využíval jak vlastní menší výzkumné modely létajících robotů a autonomního katamaránu, tak i výsledné produkty komerčních partnerů. Během projektu spolupracující firmy Eurosecur Fly4Future vyvinuly a vyrobily autonomní loď reálných rozměrů pro provádění těchto misí na vodních plochách v ČR a speciální voděodolný dron, který dokáže přistávat na lodi i na vodní hladině. S ČZU pak tým FEL ČVUT a obě firmy spolupracovaly na sběru a zpracování dat pořizovaných multispektrální kamerou.

Roje rychle letících dronů

Skupina FEL ČVUT v těchto dnech také testuje pohyb velmi rychle letících rojů naprogramovaných pro operace v prostředí s překážkami bez GPS signálu a komunikace. Tým rychle letících spolupracujících robotů dokáže využívat palubních senzorů a umělé inteligence pro pohyb těsně nad terénem, ale dokáže i proletět lesem nebo dokonce zaletět do budovy nebo jeskyně. Roje dronů FEL ČVUT se snadno vypořádají s výpadkem GPS signálu nebo komunikace s pilotem. Pilota ani GPS ke svému letu vůbec nepotřebují, v čemž jsou unikátní nejen v rámci Česka.


Zpracováno podle tiskové zprávy ČVUT v Praze, Fakulty elektrotechnické.

Související články
Autonomní elektrická studentská formule

V polovině června představil studentský tým eForce FEE Prague Formula z ČVUT v Praze svoji novou závodní formuli. Pro letošní závodní sezonu soutěže Formula Student studenti propojili vývoj pilotované a autonomní elektroformule a vyvinuli vůz s elektrickým pohonem, který je schopen jezdit část závodu s pilotem a část v autonomním režimu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Jak bojovat s padělky

Metoda, která umožní identifikovat padělky autorských fotografií vznikla na Fakultě elektrotechnické ČVUT. Zdejší výzkumníci vyvinuli postupy pro ověřování originálních autorských tisků, ve kterých využívají vlastností hyperspektrální kamery a následného zpracování obrazu.

Česká aplikace pro miliony Američanů

Pro nekomerční televizní společnost Czech-American TV je určena nová aplikace pro chytré televize. Aplikace se vyznačuje vysokou mírou uživatelské přívětivosti na úrovni Netflixu či Amazon Prime. Pro amerického zákazníka ji navrhl a implementoval čerstvý absolvent Fakulty elektrotechnické ČVUT Viktor Sinelnikov.

První české aerotaxi s kolmým startem

Na vývoji řídicího systému pro první český VTOL – letadlo s kolmým startem, které se chystá uvést na trh český startup Zuri, spolupracuje tým leteckého inženýra Martina Hromčíka z katedry řídicí techniky Fakulty elektrotechnické ČVUT. V tomto dopravním prostředku vidí odborníci budoucnost městské a regionální dopravy.  Letouny VTOL dokáží startovat kolmo jako vrtulníky, ovšem jsou úspornější, tišší a můžou být poháněné elektřinou.

Roboty na farmě – chytrý monitoring rostlin

Robotizace a umělá inteligence proniká už i do českého zemědělství. Čeští agronomové, IT specialisté a vědci spolupracují na vývoji robotického monitorovacího systému, který je schopen automaticky odhalovat škůdce na rostlinách ve skleníku, předpovídat kvalitu sklizně a zjišťovat případné nedostatky v pracovních harmonogramech pěstitele.

Budoucnost stavebnictví: Odpadní termoplasty

Různé polymerní typy odpadů, pro které zatím není širší uplatnění. To je vedlejší produkt, vznikající při výrobě a zpracování plastů. Čeští výzkumníci se proto pustili do studia jejich klíčových vlastností, aby umožnili jejich následné zpracování. Výsledkem jejich práce je vytvoření uceleného přehledu možností využití odpadních termoplastů ve výrobě kompozitních materiálů pro stavebnictví. Z odpadu lze tedy nyní vyrábět různé stavební prvky z polymerbetonu nebo například odolné dlaždice.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit