Onbemande helikopter robot

Unmanned Aeial Vehicles (UAV's) of onbemande luchtvaartuigen worden momenteel bijna enkel ingezet voor militaire doeleinden. Maar kunnen in de toekomst ook voor andere taken gebruikt worden. Onbemande luchtvaartuigen hebben namelijk een aantal voordelen ten opzichte van de robotica platformen op de grond. Namelijk ze kunnen werken op locaties waar voertuigen niet bij kunnen, zoals op moeilijk toegankelijk terrein of op grote hoogte. Daarnaast hebben UAV's een veel groter ruimtelijk bereik dan onbemande voertuigen en daarnaast kunnen ze zich met veel grotere snelheid verplaatsen. De huidige UAV's worden slechts enkel gebruikt voor observatie en om informatie te verzamelen. En in tegenstelling tot onbemande voertuigen zijn deze niet in staat om doelobjecten vast te nemen, te verplaatsen en te manipuleren.

Een UAV die wel in staat zou zijn om doelobjecten vast te grijpen, te verplaatsen of te manipuleren, zou niet enkel militaire toepassingen kennen maar ook civiele. Zeker wanneer de UAV taken zou kunnen uitvoeren terwijl hij nog in de lucht hangt. Op deze manier kan er heel snel gewerkt worden aangezien er geen tijd verloren wordt door het landen en opstijgen. Ook zouden ze dan ingezet kunnen worden taken uitvoeren aan hoogspanningslijnen, radio- of gsm-masten of dergelijke, boven wateroppervlak, etc. The Yale Grab Lab voert onderzoek uit naar robot manipulatie en biorobotische systemen. Eén van hun onderzoeksonderwerpen is dan de ontwikkeling van een luchtrobot die doelobjecten kan vastgrijpen en verplaatsen.

Het prototype wordt de Yale Aerial Manipulator genoemd ofwel het 'helikopterhand'. Deze robot ziet er uit als een modelbouw helikopter maar hier hangt er onderaan een grijpmechanisme. Deze helikopter kan dan bestuurd worden van op een bepaalde afstand maar het is ook mogelijk om deze een geprogrammeerde opdracht te laten uitvoeren zonder de tussenkomst van mensen. Dit is wel niet zo eenvoudig als bij onbemande voertuigen omdat luchtvaartuigen moeilijk te stabiliseren zijn, zeker als er externe krachten aanwezig zijn. En bij robots is juist de precisie waarmee taken kunnen uitgevoerd worden zeer belangrijk. Deze externe krachten ontstaan wanneer het luchtvaartuig in contact komt met bepaalde objecten en oppervlakken. Deze krachten gekoppeld met een bewegend luchtvaartuig zorgen voor een andere dynamica dan wanneer die externe krachten niet aanwezig zijn. Het onderzoek aan Yale Grab Lab focust zich van vooral op de stabiliteit van de helikopter.

De grijper die onderaan de helikopter hangt, bestaat uit vier aparte vingers met elk 2 elastische verbindingen. Deze vingers zijn gemaakt van een speciale flexibele kunststof omdat destabiliserende krachten dan niet onmiddellijk worden overgebracht naar het framework van de helikopter. Wanneer de grijper het object vastgrijpt dan passen de vingers zich aan aan de vorm van het object. Het grijpmechanisme wordt aangedreven door één motor en deze drijft dus alle vier de vingers aan. Het prototype kan objecten die tot 2 kilogram wegen optillen en heeft een topsnelheid van 130 kilometer per uur.

De onderzoekers van Yale Grab Lab hebben deze nieuwe technologie uitgetest met het prototype. Nu zijn ze bezig met de technologie verder uit te werken en te optimaliseren. Daarnaast onderzoeken ze ook allemaal verschillende mogelijkheden waarin men deze nieuwe technologie zou kunnen gebruiken en hoe deze daarvoor nog aangepast moet worden.

via [technologyreview]