Poznajcie oszałamiające latające maszyny przyszłości

Słysząc słowo "dron" myślicie pewnie o czymś bardzo przydatnym lub przerażającym. Ale czy mogłyby mieć też wartość estetyczną? Ekspert od systemów autonomicznych Raffaello D'Andrea zajmuje się rozwojem latających maszyn, a jego ostatnie projekty przekraczają granice autonomicznego lotu — od skrzydła, które może wisieć w powietrzu i odzyskiwać stabilność po zakłóceniach, po ośmioskrzydłową maszynę, która jest obojętna orientacji ... czy rój skoordynowanych mikro-quadrokopterów. Przygotujcie się na olśnienie zwiewną wirującą grupą latających maszyn, które zatańczą jak świetliki nad sceną TEDa.

To, co zaczęło się jako
platforma dla pasjonatów,

pretenduje do bycia
multimiliardowym przemysłem.

Kontrola, monitorowanie środowiska,
fotografia i film, dziennikarstwo,

to tylko niektóre z potencjalnych
zastosowań komercyjnych dronów,

a umożliwiają to umiejętności rozwijane

w placówkach naukowych na całym świecie.

Zanim lotnicza dostawa przesyłek

trafiła do naszej społecznej świadomości,

autonomiczna flota latających maszyn
zbudowała 6 metrową wieżę

składającą się z 1500 cegieł

na oczach widowni w centrum
sztuki współczesnej FRAC we Francji.

Kilka lat temu, zaczęli latać z linami,

przywiązując latające maszyny,

osiągają dużą szybkość i przyspieszenie
w bardzo ciasnych przestrzeniach.

Mogą także samodzielnie budować
rozciągliwe struktury.

Dzięki temu uczą się jak nosić ładunki,

radzić sobie z zaburzeniami
i funkcjonować w otaczającym świecie.

Dziś chcemy pokazać niektóre
projekty, nad którymi pracujemy.

Ich celem jest przesuwanie
granic tego, co osiągalne

w autonomicznym locie.

Aby system działał autonomicznie,

musi znać zbiorczo położenie swoich
mobilnych obiektów w przestrzeni.

W naszym laboratorium
na Politechnice ETH w Zurychu

aby zlokalizować obiekty
często używamy zewnętrznych kamer,

co pozwala nam
koncentrować nasze wysiłki

na szybkim rozwoju
bardzo dynamicznych zadań.

Dla demo, które dziś zobaczycie

użyliśmy nowych technologii lokalizacji
stworzonych przez Verity Studios -

spółkę naszego laboratorium.

Nie ma tu kamer zewnętrznych.

Każda maszyna używa sensorów pokładowych,
by określić położenie w przestrzeni

a także pokładowych wyliczeń
by określić następne działania.

Komendy z zewnątrz
są na bardzo ogólnym poziomie:

np. "startuj" i 'ląduj".

To tzw. tailsitter, czyli samolot
siadający na ogonie.

To samolot, który próbuje mieć
ciastko i zjeść ciastko.

Jak inne stałopłaty,
jest skuteczny w locie naprzód

dużo bardziej niż
helikoptery i im podobne.

Jednak w przeciwieństwie
do innych stałopłatów,

jest zdolny do unoszenia się w powietrzu,

co ma duże zalety
podczas startu i lądowania

i dla ogólnej wszechstronności.

Niestety coś kosztem czegoś.

Jednym z ograniczeń stałopłatów

jest ich podatność na anomalia pogodowe
takie jak podmuchy wiatru.

Pracujemy nad nową
architekturą kontroli i algorytmami,

które są odpowiedzią na te ograniczenia.

Pomysł polega na tym,
by samolot odnalazł się

w każdej sytuacji, w której się znajdzie,

i poprzez próby z czasem
poprawił swoje wyniki.

(Brawa)

OK.

Robiąc badania

często zadajemy sobie podstawowe
abstrakcyjne pytania

aby dotrzeć do sedna sprawy.

Na przykład

jaka jest minimalna ilość ruszających się
części potrzebnych do kontrolowanego lotu.

Są praktyczne powody, dla których

warto znać odpowiedź na to pytanie.

Helikoptery na przykład

są pieszczotliwie nazywane maszynami
z tysiącem latających części

wszystkie we współpracy,
by zrobić ci krzywdę.

Okazuje się, że lata temu

wyszkoleni piloci potrafili pilotować
zdalnie sterowany samoloty,

które miały tylko dwie
ruszające się części:

śmigło i ster ogona.

Niedawno odkryliśmy, że można
to zrobić mając tylko jedną.

To jest monospinner,

mechanicznie najprostsza na świecie
kontrolowana maszyna latająca

wynaleziona kilka miesięcy temu.

Ma tylko jedną
ruszającą się część: śmigło.

Nie ma klap, zawiasów, lotek

żadnych innych ruchomych części
czy powierzchni sterowych.

Tylko proste śmigło.

Mimo że jest mechanicznie proste

wiele się dzieje w tym małym
elektronicznym mózgu,

by latać stabilnie i poruszać się
gdzie chce w przestrzeni.

Nie posiada na razie

wyszukanych algorytmów tailsittera,

co oznacza, że aby mógł zacząć latać

muszę go dobrze podrzucić.

A ponieważ szansa,
że zrobię to dobrze jest bardzo mała,

biorąc pod uwagę,
że wszyscy na mnie patrzą

zamiast tego pokażemy film,

nakręcony wczoraj wieczorem.

(Śmiech)

(Brawa)

Jeśli monospinner
jest przykładem skromności,

to ta maszyna - omnikopter
z ośmioma śmigłami

jest pokazem przepychu.

Co można zrobić z całym tym nadmiarem?

Można zauważyć, że jest bardzo symetryczny

co sprawia, że jest
niezależny od orientacji.

To daje niesamowite możliwości.

Może poruszać się
gdziekolwiek chce w przestrzeni

niezależnie od tego,
w którym zmierza kierunku

ani jak się obraca.

Ma swoje własne złożoności

związane głównie z interakcją przepływów

swoich ośmiu śmigieł.

Niektóre da się modelować,
innych można się nauczyć w trakcie lotu.

Zobaczmy.

(Brawa)

Jeśli latające maszyny mają być
częścią naszej codzienności

muszą stać się niezwykle
bezpieczne i niezawodne.

Ta maszyna tutaj

składa się z dwóch osobnych
dwu-śmigłowych maszyn.

Ta chce wirować zgodnie
z ruchem wskazówek zegara

ta odwrotnie.

Połączone zachowują się jak jeden
wysoko-zadaniowy quadrokopter.

Jeśli jednak coś pójdzie źle

popsuje się silnik, śmigło,
elektronika, nawet baterie -

maszyna nadal może latać
lecz w mniej kontrolowany sposób.

Pokażemy wam to unieruchamiając
jedną z jego połów.

(Brawa)

Ten ostatni pokaz

jest badaniem syntetycznych rojów.

Duża liczba autonomicznych
skoordynowanych jednostek

stwarza nową paletę
dla estetycznej ekspresji.

Użyliśmy dostępnych komercyjnie
mikro-quadrokopterów

każdy ważący mniej niż kawałek chleba

i wyposażyliśmy w naszą
technologię lokalizacji

i specjalne algorytmy.

Ponieważ każda jednostka zna
położenie w przestrzeni

i jest samosterowalna

nie ma ograniczenia dla ich liczby.

(Brawa)

(Brawa)

(Brawa)

[Więcej prelekcji na TED.com]

Mam nadzieję, że te pokazy
zmotywują was do wymyślania

nowych rewolucyjnych
zastosowań latających maszyn.

Ten ultrabezpieczny model na przykład

ma aspiracje do zostania latającym
abażurem na Broadwayu.

(Śmiech)

W rzeczywistości trudno jest przewidzieć

wpływ powstających technologii.

Dla ludzi takich jak my, prawdziwą nagrodą
jest droga i proces ich tworzenia.

Jest to nieustanne przypomnienie

jak wspaniały i magiczny
jest otaczający nas świat,

który pozwala zdolnym istotom

rzeźbić go w tak spektakularny sposób.

Fakt, że ta technologia

ma tak ogromny komercyjny
i ekonomiczny potencjał

jest tylko wisienką na torcie.

Dziękuję.

(Brawa)