اگه به دنیای تکنولوژی علاقه داری، حتماً میدونی که هر روز داره یه چیز عجیب و باحالتر رو میبینیم! این بار محققهای دانشگاه Westlake توی چین اومدن یه ایده ناب رو پیاده کردن: سیستم FlyingToolbox که به پهپادها (همون دِرونها) اجازه میده وسط پرواز ابزاراشون رو با دقتی باورنکردنی بین هم ردوبدل کنن.
خب، قضیه چیه؟ از قدیم پهپادها فقط برای فیلمبرداری یا عکس گرفتن و کارای سادهتر استفاده میشدن. اما الان دارن وارد فازهای عجیبتر میشن! مثلاً اینکه بتونن مثل تیم پزشکی جراحی، وسط هوا ابزار رو عوض کنن. یکی نقش “پرستار” رو داره که ابزار رو نگه میداره، یکی دیگه “جراح” هست که ابزار رو میگیره و کارشو میکنه. دقیقاً همین داستان توی آسمون اتفاق میافته!
حالا بیاین باحالترین مشکلشون رو بگم. وقتی یه پهپاد میاد دقیق بالای یه پهپاد دیگه قرار میگیره، باد شدیدی از موتوراش (پروانههاش) به پایین زده میشه. اسمش Downwash هستش، یعنی جریانی که از بالای هواپیما یا پهپاد به پایین رانده میشه و میتونه حسابی اوضاع رو خراب کنه! این باد میتونه سرعتش حتی بیشتر از ۱۳ متر بر ثانیه هم بشه، و باعث میشه پهپاد پایینی الکی تکون بخوره و آدم فکر کنه کنترلش از دست رفته!
تا الان، تقریباً هیچ تیمی نتونسته بود این مسئله رو حل کنه که پهپادها بتونن توی این وضعیت کنار هم (روی هم) بمونن و کار دقیق انجام بدن. ولی تیم Westlake با ترکیب دو مدل پهپاد مختلف این رو ممکن کرده: یکی پهپاد “ابزاری” یا همون Toolbox Drone که چندتا ابزار مختلف با خودش داره، اون یکی پهپاد “دستکاری کننده” (Manipulator Drone) که یه بازوی روباتیک باحال داره و میتونه ابزار رو حین پرواز بگیره یا پس بده.
حالا، چجوری این کار رو دقیق انجام میدن؟ اول اینکه یه سیستم پیشبینی جریان هوا (Real-time airflow prediction) راه انداختن که با کمک هوش مصنوعی – شبکه عصبی – میتونه قدرت و جهت این باد رو حدس بزنه. شبکه عصبی هم همون مدلهای کامپیوتری هستن که الگوریتم یادگیری از دادهها دارن و شبیه مغز انسان کار میکنن.
پهباد پایینی با دادههایی که میگیره، خودش رو دائم جابهجا میکنه و تعادلش رو حفظ میکنه. واسه دقیق موندن سر جاشون، پهپادها QR کدهایی که رو بدنه همدیگه هست رو میخونن و خودشون رو تا دقت زیر یک سانتیمتر (یعنی خیلی باحال و دقیق!) تنظیم میکنن.
پروسه اتصال هم با مغناطیس و کش انجام میشه؛ پهپاد ابزاری، سرش چندتا کانکتور مغناطیسی مخروطی (یعنی سر قیفمانند) با بندهای کشی داره؛ اون یکی هم یه محفظه فلزیشکل روی بازوش. وقتی جفت پهپادها روی هم درست بشینن، مغناطیسا خودشون قفل میشن و کشها هم هر اشتباه کوچیکی رو جبران میکنن. یعنی اگه یه کم این طرف و اون طرف باشه، باز هم کار خراب نمیشه.
تستهایی که کردن، خیلی موفق بوده! مثلاً تونستن در ۲۰ بار پشت سر هم عمل اتصال (Docking) رو بدون مشکل انجام بدن و دقت هم زیر یک سانتیمتر مونده! جالبه بدونی سیستمهای قبلی که برای Docking هوایی استفاده میشد، شاید فقط به دقت شش تا هشت سانتیمتر میرسیدن که خب، اصلاً قابل مقایسه نیست.
ایده اینه که با این تکنولوژی میشه کلی کارای ترکیبی و سختتر رو با پهپاد انجام داد؛ نه فقط فیلم گرفتن یا بازرسی ساده، بلکه مثلاً تعمیر سازهها در ارتفاع، عملیات امداد توی مناطق خطرناک، یا مأموریتهای صنعتی سنگین که واقعاً نفر انسانی توش بهصرفه یا امن نیست. مثلاً پرندههای روباتیک دستکاریکننده (Flying Manipulators) میتونن به جاهایی برن که آدمها نمیتونن یا نباید برن.
فعلاً همه تستهاشون توی فضای داخلی کنترلشده بوده، ولی محققها دارن روی این کار میکنن که نسخه مقاوم برای بیرون و فضای باز هم ساخته بشه. میخوان بازوهای روباتیک با مفاصل بیشتر (درجه آزادی بالاتر) هم اضافه کنن که حرکات ظریفتر و پیچیدهتر رو انجام بده و سیستم بینایی قویتری هم بسازن.
در نهایت، این تکنولوژی اگه پیش بره، باعث میشه پهپادها بتونن همزمان با هم تیم بشن، ابزارها رو ردبدل کنن و هر کدوم یه بخش از مأموریت رو انجام بدن؛ یعنی یه نیروی کار هوایی هماهنگ که کارایی رو میتونن انجام بدن که هیچ پهپادی به تنهایی از پسش برنمیاد.
ضمناً، این نتایج رو مجله معتبر Nature هم چاپ کرده که نشون میده موضوع چقدر مهمه و از نظر علمی چقدر جدیه!
خلاصه، دیگه پهپادها فقط برای عکس گرفتن نیستن؛ دارن تبدیل میشن به کارگرهای ماهر آسمونی که ابزارات رو عین تیم فوتبال، وسط هوا پاس میدن و کار رو تموم میکنن!
منبع: +
