| 26 ноября 2021 г. — 3:02 PT
Наш друг (ладно: наш умелый герой, который позволяет нам писать о нем) Николас Рем снова взялся за дело. На этой неделе инженер Института прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и увлеченный создатель очень глубоких технических гиков (и очень развлекательных) видеороликов о дронах преодолел, казалось бы, невыполнимую задачу: заставить беспилотник летать, удерживая свой перевернутый маятниковый полезный груз в сбалансированном вертикальном положении.
Когда мы в последний раз посещали его, Рем только что построил самодельный беспилотник, интегрирующий Google Карты, алгоритмы, от которых большинство смертных свернулись бы в клубок от ужаса, и другие штуки, которые позволили аппарату избегать препятствий во время полностью автономного полета – и без GPS или другой внешней связи. На этой неделе он представил свой усовершенствованный дрон, rigged, чтобы перевернутый маятник – или, как его еще называют, качающаяся штанга, обычно несущая полезный груз под собой – оставался сбалансированным в своем восходящем положении на спине дрона. Представьте, что вы учите аппарат мастерски жонглировать тарелками, что кажется невозможным даже для ловких людей.
Проект вырос из видео Рема в феврале, в котором он оснастил беспилотник «небесным краном» с грузом – это был его способ продемонстрировать, каким потрясающим инженерным и физическим достижением было аккуратно спустить марсоход Perseverance на поверхность Марса. Его работа в этом фильме, где он создал активную систему компенсации в блоке управления, реагирующую на качающийся пространственный полезный груз (который в его испытаниях оказался камнем), вдохновила его сделать следующий шаг, попытавшись адаптировать ее к перевернутой, сбалансированной конфигурации.
Его первым шагом была замена гибкой лебедки на штангу (даже Рем не собирается приспосабливать веревку, чтобы она стояла прямо), затем переработка джойстика консоли, чтобы он действовал как шарнирный якорь, прикрепленный к верхней части дрона. Затем он предпринял ряд подготовительных работ, включая 3D-печать деталей, написание еще большего количества алгоритмов, вызывающих желание свернуться калачиком, и «пайку потенциометров к аналоговым входам моего крошечного полетного контроллера» – который, как он добавляет мимоходом, был его собственной разработки («проще простого», — с невозмутимым видом утверждает он).
После дополнительных расчетов и подготовительных работ, изложенных на языке, который по всем правилам должен был быть греческим, Рем выводит свою систему во двор, где – несмотря на многократные попытки точной настройки контроллера – дрон и перевернутый маятниковый полезный груз немедленно наклоняются и падают на газон.
«У меня было предчувствие, что это будет непросто», — замечает Рем, извлекая максимум юмора из своей невозмутимости, — затем переключается, чтобы добавить отдельный IMU к джойстику, чтобы измерять угол маятника независимо от угла дрона. «Помните, дети, не идите на упрощения, иначе, скорее всего, придется делать все по-долгу, когда упрощение не сработает».
После добавления IMU и небольшого укорачивания маятниковой штанги оба – дрон и выступ – исполняют нечто вроде воздушного номера Фреда и Джинджер. «Летать довольно сложно – мне нужно его лучше настроить», — говорит Рем. Чтобы доказать свою точку зрения, дрон и штанга тут же врезаются в горшок с растением.
Затем Рем ставит свой усовершенствованный дрон с перевернутым маятником на испытание временем вместе со своим другом Питером, который вручную балансирует с помощью джойстика, заявляя: «Я точно знаю, что Питер не лучше робота». Всего через 38 секунд судьба оправдывает его: машина переживает человека. Победа.
Но гордыня (и очевидный дар шоуменства) побуждают Рема сделать неизбежный шаг слишком далеко, когда он заявляет: «Мы должны сделать петлю с полным газом!»
Вероятно, это не будет спойлером, если сказать, что попытка не увенчалась успехом, хотя можно предположить, что именно такого забавного финала фильма и добивался Рем. В любом случае, эта сцена, видео с перевернутым маятником и вся работа Рема очень стоит того, чтобы посмотреть ради навыков владения дронами, технических знаний и развлекательной ценности.