Quadrocopter kan vliegend van vorm veranderen

De universiteit van Zürich heeft een quadrocopter ontwikkeld die zijn vier armen met rotors al vliegend afzonderlijk kan bewegen. De quadrocopter kan zich bijvoorbeeld smal maken om tussen doorgangen te bewegen.

De onderzoekers van de universiteit van Zürich hanteren bij de vormverandering van hun quadrotor vier configuraties. Naast de standaard X-modus is er de compacte O-instelling. Hierbij zijn de vier armen ingeklapt en is de quadrocopter een stuk kleiner. Bij de H-modus zijn de armen naar voren en achteren geklapt en is de drone langwerpig. Verder is er de T-morfologie, met twee armen naar voren en twee gespreid.

Door het afzonderlijk bewegen van de armen tijdens het vliegen kunnen obstakels worden ontweken en kan de drone op plekken komen die anders onbereikbaar zijn. Daarnaast kan de verandering een tijdelijk aerodynamisch ontwerp en daarmee een acceleratie van de quadcopter opleveren. Bovendien kunnen de armen objecten vastgrijpen en loslaten voor transportdoeleinden.

Bij de scharnieren van de armen zitten vier servomotoren die onafhankelijk worden aangestuurd door een Qualcomm Snapdragon Flight-controller met ARM-quadcore en 2GB ram. Ook is een Arduino Nano-microcontroller aan boord. De drone heeft twee camera's, een naar voren en een naar onderen gericht. Op termijn moet de drone autonoom zijn vorm kunnen aanpassen aan de omstandigheden. Momenteel gebeurt dit nog door de bestuurder.

De onderzoekers hebben hun bevindingen gepubliceerd in een document met de titel The foldable drone: a morphing quadrotor that can squeeze and fly.

Reacties (39)

[faim]

Door het afzonderlijk bewegen van de armen tijdens het vliegen kunnen obstakels worden ontweken en kan de drone op plekken komen die anders onbereikbaar zijn.

Wat ik een beetje mis in dit artikel, waarom niet altijd (standaard) de meest compacte variant dan?

[willemdemoor]

Kortere vliegtijd (minder dan de helft van de standaard x-configuratie):

Changing the morphology of the drone causes a drop in the hover time of around 17%, 23%, and 63% for the H, T and O configurations, respectively

[Wired99]

Een hele nuttige is ook om de armen en rotors uit het beeld van een eventuele camera te kunnen draaien.
Denk hier bij ook aand Multirotors met 6 of zelfs 8 armen.

[t link]

Maar daar hangt de camera toch meestal gewoon eronder?

[Melchior du Pau]

Elke configuratie heeft z'n voor en nadelen zoals in het artikel aangehaald wordt.
Ook de meest compacte O configuratie heeft nadelen t.o.v. de andere configuraties. Hij zal waarschijnlijk toch iets breder zijn als in H config. Minder accelereren dan in T config. En zoals Willemdemoor aangeeft, een stuk minder vliegtijd hebben dan in X config.

[SinergyX]

Vorm, het is maar wat je verwacht onder die naam dat zo'n ding zou gaan doen. Blijft gewoon een quadcopter met enkel z'n armpjes in wat andere vorm. Al vraag ik me af wat het praktisch nut van veel van die vormen zijn, kleine gaatjes.. gebruik gewoon kleinere drone. Dunne ruimte? Zie kleinere drone. Al zou die zeer klein naar uitgeklapt wel enig nut hebben, met 'open armen' zal hij een stuk stabieler vliegen dan volledig ingeklapt.

[multikoe]

Ik vermoed dat het knappe er hier in zit dat de besturingssoftware de verschillende configuraties ook aan moet kunnen. De dynamische eigenschappen veranderen namelijk. Als je van een gewone drone twee van de armen zou verlengen, zou het ding waarschijnlijk tollend ter aarde storten.

[SinergyX]

Valt in principe nog mee, kwestie van precies de configuraties laden moment dat dat ding in nieuwe vorm gaat. Een H en T vorm zijn al aardig bekend (H bv met de Falcore racedrone of een T van Smart.X), dus de 'vliegconfiguraties' zijn daar al aardig goed in ontwikkeld. Meest complexe lijkt me dan overgangstukje, waar de balans moet worden gevonden tussen bv een X naar H vorm.

Zolang jij de software aanstuurt vanuit een bepaalde configuratie, zou elke vorm drone kunnen vliegen.

Ergens is het balans-correcties bij bv wind op en drone, het gewicht/balans/aansturingspunt veranderd en daar past de software zich op aan.

[ChojinZ]

Als je van een gewone drone twee van de armen zou verlengen, zou het ding waarschijnlijk tollend ter aarde storten.

Hangt een beetje van de drone af maar de meeste zelfbouw drones weten hier heel goed mee om te gaan.

Sensoren zoals gps, gyro, accelerometer en barometer bepalen de positie, vervolgens word elke afwijking van de vastgestelde positie bijgestuurd. In de praktijk houd dat in dat 1 of meer motors harder gaan draaien om de positie vast te houden en de drone in balans blijft.

Daarom kan veel gebruikte software zoals Betaflight op bijna elke quad (onafhankelijk van de arm indeling) geflashed worden.

Voorwaarde is wel dat de motoren/propellors (min of meer) allemaal dezelfde kant op blazen. Maar verschillen in de afstanden van de motoren onderling maken in princiepe niet heel veel uit.

[Reactie gewijzigd door ChojinZ op 24 juli 2024 11:59]

[mcDavid]

Impressive! En leuk als proof-of-concept. Maar toch vraag ik me af... wat is nou precies het praktisch nut? De getoonde quadcopter heeft ontzettend kleine rotors. Wat is er dan op tegen om de hele quadcopter gewoon kleiner te maken? Dan hoeft 'ie helemaal niet te transformen om door net zo kleine openingen te kunnen. Scheelt je 4 servo's en armen aan gewicht, wat zich weer vertaalt in een langere vliegduur of hogere payload.

Dat de armen als grijper kunnen dienen is een leuke feature, maar je kunt ook een losse grijper maken, die dan hoogstwaarschijnlijk lichter is.

[Sme4gle]

Precies wat ik dacht. In de zogenaamde "O" Modus lijkt deze quadrocopter ongeveer hetzelfde formaat te hebben als een standaard 5" racer of freestyle quadcopter.

EDIT: Daarnaast zijn de benodigde extra electronica en dergelijke ook nog eens extra "dood" gewicht welke je niet zou hebben als je simpelweg een kleinere quadcopter had.

[Reactie gewijzigd door Sme4gle op 24 juli 2024 11:59]

[ChojinZ]

Het autonoom kunnen vliegen zorgt ervoor dat je wat meer hardware nodig hebt en maakt de drone ook wel bijzonder. Maar buiten dat: ik zie ook niets in het filmpje wat je niet, of zelfs beter, met een 3' zelfbouw zou kunnen bereiken.

580 gram en een maximale spanwijdte van 470mm klinkt niet heel efficient.

[Reactie gewijzigd door ChojinZ op 24 juli 2024 11:59]

[Sme4gle]

Het automoon vliegen heeft niets te maken met de opvouwbaarheid van dat ding. Dit is simpelweg te bereiken door wat extra sensoren op dat ding te knopen als een Barometer en GPS. Ik ga er vanuit dat die intel chip die er op zit soortgelijke functionaliteiten heeft aan bijvoorbeeld iets als een Pixhawk?

[ChojinZ]

En dat beweer ik ook nergens.

Om autonoom te kunnen vliegen heb je rekenkracht nodig en dan kom je er niet met een simpel flightcontrollertje. Daarvoor zal je toch extra hardware in de drone moeten bouwen.

[hooibergje]

Het is zoals je zelf al zei een proof of concept, dus een kleinere quadcopter kan zichzelf *nog* kleiner maken

[Dreamvoid]

Hoe verder de rotors van elkaar hoe meer trekkracht (minder interferentie).

[Septimamus]

Transformers!

Kidding, Ik vind het toch altijd mooi hoe ze dit soort dingen baseren op de natuur. (Dieren in dit geval.)
Zag laatst een aflevering van Black Mirror hoe ze zo'n drone, zogenaamd, inzetten tijdens een leger missie. Zogenaamd omdat de technologie die zij gebruikten tijdens de aflevering wel heel futuristisch was. Maar kan me zomaar inbeelden dan het een heel goed beeld geeft over een stuk grond waarna de tactiek op toegepast kan worden. Heb er zelf niet zo veel mee, maar vind het wel altijd maar weer knap.

[Keuvie]

https://www.youtube.com/watch?v=TlO2gcs1YvM

Deze short movie gaat over explosieve drones. Sluit mooi aan bij Black Mirror.

[secretqwerty10]

robots in disguise

[DarkChylde]

Je bedoelt robots in the skies
Heeft jaren geduurd voor ik erachter kwam dat het disguise was...

[Frituurman]

Haha, haven't we all?

OT: Interessant en zeker ook breed toepasbaar, bijvoorbeeld bij reddingsoperaties, maar ook het onschadelijk maken van explosieven wellicht? Mooie tijd om in te leven (qua technologische vooruitgang).

[Dwarlorf]

Doet me denken aan een radiokwis die ik jaaaren geleden hoorde. 'You're the devil in the sky', Na drie keer vragen heeft die radio dj maar gezegd dat het goed was.

[.oisyn]

Haha, net als "excuse me while I kiss this guy" van Hendrix

Wat hij blijkbaar ook echt zei af en toe

[Dreamvoid]

The ants are my friends
They’re blowing in the wind

[livePulse]

No dogs orgasm in the classroom...

[CAPSLOCK2000]

Ik moet mezelf nog altijd corrigeren. In dit gevalin 'in the skies' helemaal goed van toepassing.

[hooibergje]

Same here

[agraaff]

I was today years old

[Uruk-Hai]

Toen ik de plaatjes zag moest ik meteen aan de X-Wing van Star Wars denken.

[youridv1]

Robots in disguise

[TNJ]

Hmmm, zou het ook een Y kunnen vormen, als één van de motoren uitvalt?

[Piet_Boonen]

Amateurs. Dat kon de auto van Batman in Batman returns in 1992 al

[MISTERAMD]

Nu nog hopen dat ze de Quadrocopter ingebouwde computer goed bouwen en de afstand van het draaiende gedeelte goed passen, zodat, als de Quadrocopter van vorm veranderd de "armpjes" niet het draaiende gedeelte raken, met een crash als gevolg. Maar ik denk dat ze daar wel aan zullen denken.

[majic]

Robocopter. Gemiste kans