Wetenschappers maken rotors die zichzelf kunnen samenvoegen tot multicopter

Een team onderzoekers van een Zwitserse universiteit heeft een multicopter gebouwd. Het vliegende apparaat kan zich autonoom samenstellen uit afzonderlijke rotors, die met elkaar communiceren en samenwerken.

Het project, dat door onderzoekers van de technische universiteit ETH in het Zwitserse Zürich werd ontwikkeld, wordt door de makers het Distributed Flight Array genoemd. Dit DFA bestaat uit slimme, enkele rotors, een soort helicoptertjes, die over de grond rijden maar niet autonoom kunnen vliegen. Wanneer ze elkaar tegenkomen, kunnen ze zich aan elkaar koppelen en zich tot een vliegend platform configureren. Bij elke vliegactie zou DFA een andere, willekeurige configuratie aannemen.

De individuele rotors verbinden zich met elkaar via magneetjes. Daarnaast communiceren ze via infrarood of fysieke pinnetjes die met elkaar in contact staan. Zo kunnen de draairichtingen van de rotors op elkaar afgestemd worden: de helft moet linksom draaien en de andere rechtsom, om elkaars torsie op te heffen. De rotors zijn onder meer uitgerust met sensors voor hoogte en afstand en het DFA kan zich stabiliseren in de lucht.

De onderzoekers geven aan dat het direct toepasbare nut van DFA gering is en dat het platform vooral bedoeld is als onderzoeksmiddel naar samenwerkende robots. In de toekomst zouden bepaalde eigenschappen echter wel naar nuttige robotica vertaald kunnen worden.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (58)

[Erikie]

Zo'n module kan dus 24/7 in de lucht hangen? Af en toe verwisselt 1 zo'n module met een ander die op een soort dockingport staat te laden. Gewoon een module landen en er naartoe rijden! Vraag me af of ze ook energie onderlilng kunnen transferen. In dat geval zou je dus in principe 24/7 een camera op dezelfde plek kunnen laten zweven!

self sustaining flying robot !

[Reactie gewijzigd door Erikie op 22 juli 2024 17:11]

[WhiteDog]

Of een paar units om een nieuwe accu sturen
Ze kunnen bv. waterstofcellen gebruiken, dan daalt het gewicht tijdens het gebruik.

[Amanush]

Gaaaaaaaaf! Ik was al een lange tijd op zoek naar een multicopter! Nu ik dit zie wacht ik nog even met het bestellen! Zeer cool, ik zie dit niet als echt 'handig', maar het ziet er uit als een redelijk coole gadget!

Ik vind het leuk om te zien dat de interne communicatie tussen de verschillende 'drones' vrij vloeiend gaat. Ik ben hier best wel positief over!

Mijn mening: ik mis de Pi en/of Arduino

[Reactie gewijzigd door Amanush op 22 juli 2024 17:11]

[GrowMyHair]

Voor thuisgebruik is dit: http://www.youtube.com/watch?v=w2itwFJCgFQ, van dezelfde maker, een stuk cooler. Hij heeft trouwens wel meer aansprekende/grappige projecten op robotgebied zijn naam staan. Kijk maar eens op youtube.

Doorgaans worden universitaire projecten niet direct omgezet in commercieel verkrijgbare hardware. Dus als je zo'n ding wil hebben, zou ik niet op deze wachten.

[World Citizen]

Niet echt praktisch.. Je moet allerlei sensors en camera's hebben om deze stabiel te houden. Dat werkt wel beter dan een Onboard flight controller, maar is enkel in een vastgestelde omgeving te doen... Dan moet je er een hele kamer voor inrichten.

Als je dan toch een keer wilt proeven, koop dan een simpele Hubsan X4 van 50dollar, en je kunt je dak uit.. Super klein, maar dat werkt echt perfect!!

[Stoney3K]

Gaaaaaaaaf! Ik was al een lange tijd op zoek naar een multicopter! Nu ik dit zie wacht ik nog even met het bestellen! Zeer cool, ik zie dit niet als echt 'handig', maar het ziet er uit als een redelijk coole gadget!

Ik vind het leuk om te zien dat de interne communicatie tussen de verschillende 'drones' vrij vloeiend gaat. Ik ben hier best wel positief over!

De modules zelf zien er redelijk eenvoudig uit (motortje, accelerometer, AVR controller en een 3D geprint frame), dus het zal me weinig verbazen als de hobbygemeenschap dit speeltje binnenkort gaat imiteren.

[Amanush]

Het is dan ook wel een heel mooi idee, te mooi om niet te imiteren! Mij zal het dus ook niet verbazen, ik vind het gaaf. Niet zozeer dat het leuk is, maar omdat het gewoon nog wel vrij mooi werkt en de mogelijkheid is bewezen!

Ik mis alleen de computer/arduino om hem aan te sturen via web. Mensen worden eenmaal luier en willen vanuit hun luie stoel het koffiezetapparaat aansturen en de copter naar henzelf toesturen!

Eenvoud, maar meervoud (in dit geval).

[Reactie gewijzigd door Amanush op 22 juli 2024 17:11]

[Chip.]

Zo simpel is dit echt niet. Hier zitten zeer complexe regeltechnische algorithmen achter. Echt niet een simpele PID regelaar ofzo...

[Verwijderd]

zeer complexe regeltechnische algorithmen

Nou niet overdrijven...

[Chip.]

Misschien moet jij eens wat meer in control theorie gaan inlezen. En wat daar allemaal bij komt kijken. Voordat je commentaar geeft.

[Reactie gewijzigd door Chip. op 22 juli 2024 17:11]

[SpiekerBoks]

Andere programmeurs zijn al een stukje verder met 'standaard' quadcopters. Heftige TEDTalk: http://youtu.be/w2itwFJCgFQ

Dat is pas vloeiend!

[GrowMyHair]

Je verwijst naar dezelfde TEDTalk als ik hierboven. De quadcopters in deze Talk zijn van dezelfde maker als in dit nieuwsbericht.

[martijnmaas]

@Amanush
Halleluia wat een geweldig filmpje en techniek zeg !!

[ruurd v.]

Ziet er best leuk uit, maar zou zo een twee drie nog geen toepassing hiervoor kunnen bedenken..

Wat ik trouwens niet helemaal snap: wordt die formatie trouwens random samengesteld, of wordt er een optimale configuratie bepaald aan de hand van het aantal modules en evt de weersomstandigheden?

[musback]

Ideetje. Stel je zit met een gewicht dat je wilt dragen, dan is eentje misschien niet voldoende, maar misschien 3,
--> komen ze aan op bestemming, zetten ze gewicht af, kan je ze één per één terugsturen met nieuw gewichtje, of bij 5 anderen samenvoegen (tot om een heel zwaar gewicht te transporteren? Handig in een bouwproces lijkt me om afval weg te voeren en zware items aan te voeren.

edit: update idd dan niet alleen, maar steeds per 2 of 3, you get the principle

[Reactie gewijzigd door musback op 22 juli 2024 17:11]

[godofal]

1 op zich kan niet vliegen, dat zie je in het begin van het filmpje
je zal er minimaal 2 nodig hebben om op te stijgen/landen, om te bewegen (voor/achter links/rechts) gok ik minimaal 3

[fluffy1]

Een chinook helicopter kan perfect vliegen met 2 rotoren, dus bewegen zal wel lukken gok ik.

[Sissors]

De rotoren van een chinook hebben weer vrijheidsgraden dan van een quadcopter, dus tenzij je elke module een stuk complexer maakt heb je eigenlijk 4 gelijke rotoren nodig om lekker te vliegen. 3 kan denk ik ook, maar dan moet één significant sneller draaien dan de andere twee, dus dat is verre van ideaal.

[Fireshade]

De rotorbladen van een Chinook zijn contraroterend, daarom zal een Chinook niet tollen. Door de stand van de rotorbladen te varieren (meer of minder contrarotatie-effect) kan de piloot de orientatie van de Chinook bepalen (besturen).
De standbepaling van de rotorbladen is overigens ook standaard bij gewone helicopters met een staartrotor tegen het koppel van de hoofdrotor.

Het flipprobleem bij single flight van deze DFT-copters is natuurlijk gewoon "in een klap" opgelost met contraroterende rotorbladen die boven op elkaar geplaatst zijn. Zo'n coaxiale rotor is wel een stuk complexere techniek, maar wordt al heel lang gebruikt.
Zie ook http://en.wikipedia.org/wiki/Coaxial_rotors

Edit: link

[Reactie gewijzigd door Fireshade op 22 juli 2024 17:11]

[Pertulibaba]

Die draaien alleen wel allebei een andere kant op, dus dan zou het motortje wat de propellor aandrijft ook achteruit moeten kunnen draaien, maar da's zo gefixt natuurlijk

[World Citizen]

Dat gaat niet.. Een propeller heeft een voor en achterkant. Hij draait OF linksom, OF rechtsom.. Je ziet dit aan de bolling.
(tenzij je op zijn kop gaat vliegen... )

Een Chinook heeft trouwens een flexibele kop per propellor waardoor je de pitch kunt veranderen... Dat heeft een Quadcopter niet. Een Tripcopter heeft overigens wel een actieve propeller. De staart motor kan je draaien waardoor de Tricopter draait.

[Reactie gewijzigd door World Citizen op 22 juli 2024 17:11]

[Joolee]

Deze quadcopters hebben dat waarschijnlijk wél omdat ze van richting moeten kunnen wisselen.

[Nilsepils]

Dat moet voor elke multicopter, of hij nou 4,6 of 8 rotoren heeft (staat ook in het artikel) dat zit dus al ingebouwd, anders zou het hele systeem überhaupt niet werken

[Verwijderd]

--> komen ze aan op bestemming, zetten ze gewicht af, kan je ze één per één terugsturen

Dan moeten ze er quadcoptertjes of zo van maken die zich samenvoegen, maar leuk idee.

[zonoskar]

Behalve dat het erop lijkt dat 1 zo'n ding niet alleen kan vliegen, niet stabiel iig. Aan het begin van het filmpje zie je er 1 opstijgen en die flipt helemaal.

[Verwijderd]

Ik zie een flaw,

1 zo'n module kan maar 1 kant op draaien. Als je niet het gelijk aantal tegenpolen hebt kan je een tollend vliegend object krijgen. Een helicopter heeft ook een propeller om tegenwerkende krachten te genereren.

Stel voor je hebt 4 modules die maar 1 kant op kunnen draaien werkt al niet.. Ik zie ze trouwens niet random aan elkaar knopen en dergelijke. Dat filmen ze niet.

Volgens mij bedenken ze eerst goed welke ze aan elkaar knopen zodat het werkt. Lang niet alle formaties zullen werken. En ga zo maar door..

[Jaco69]

Met meer dan 1 rotor (op verschillende assen) krijg je geen draaiend effect. Vier modules die dezelfde kant opdraaien gaat goed.

[ThemNuts]

Vraag mij af wat het minimum aantal is van modules om het te doen vliegen. 1 is blijkbaar niet voldoende en in de video zijn er steeds 5+ te zien.

[Myedvyed]

Ik ga er van uit dat het altijd een meervoud van twee moet zijn omdat hij anders om z'n as gaat draaien, normaal gesproken is twee het minimum. Maar dat is waarschijnlijk lastig te beheersen met deze technieken, dus ik verwacht dat het minimum voor deze constructies ofwel 4 is ofwel 6 zoals in de video.

[Stoney3K]

Ik ga er van uit dat het altijd een meervoud van twee moet zijn omdat hij anders om z'n as gaat draaien, normaal gesproken is twee het minimum. Maar dat is waarschijnlijk lastig te beheersen met deze technieken, dus ik verwacht dat het minimum voor deze constructies ofwel 4 is ofwel 6 zoals in de video.

Met 2 modules heb je te veel graden van vrijheid om stabiel in de lucht te blijven hangen. Vroeg of laat zal de hele constructie dan over zijn lengte-as ondersteboven kantelen omdat er niets is om hem in die richting te stabiliseren. Tenzij je het voorziet van een contragewicht wat één kant altijd boven houdt (bv. bij een Chinook is dat de romp).

Je hebt 3 vaste punten in de ruimte nodig om een vlak te definiëren, het minimum aan modules wat je nodig hebt voor een stabiele vlucht is dan ook 3. Je bent dan wel beperkt tot 3 graden van vrijheid: Alleen verplaatsingen in de X, Y en Z-richting en geen draaibewegingen..

[hardwareaddict]

6 dus voor stabiele vlucht zoals je ziet.

Bij 3, wat minimum is, is statistische kans dat 1 as het begeeft.

Als je de plastic vorm iets anders uitprint, dus als vierkant, dan denk ik dat 4 ook prima lukt.

Echter, dat kennen we al onder de naam quadcopter

[World Citizen]

4 in dit geval... Het maakt niet echt heel veel uit wat voor model je hebt... Een vierkant is helemaal niet nodig. Je ziet frames in allerlei soorten en maten, waar zelfs de armen in verschillende hoeken staan... Alles vliegt eigenlijk wel zolang hij links en rechts maar symmetrisch is. En dan nog kun je met een degelijke flight controller onbalans goed compenseren...

Bij 3 kun je niet heel veel tenzijn één van de drie een servo heeft om de motor te kantelen... Zonder dat is het saai vliegen .. Dit noemen ze een Tricopter.

[hardwareaddict]

je kunt bij 3 de RPM's aanpassen van de rotors.

Overigens is dat al enorm probleem hoor, de ene rotor geeft toch net iets meer lift dan de andere en dan jengelt hij continue 1 kant uit

ik heb 't her over de 25 euro kits bij bart smit natuurlijk waarvan je er 3 pakt en dan heb je voor 75 euro je eigen tricopter (en 2 afstandsbedieningen over).

[Verwijderd]

Mooie techniek. Ideaal als zwevende koffiehouder dat achter je aan vliegt.
Dit is de ultieme gadget voor elke tweaker.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 17:11]

[Stoney3K]

Come on! Schakel een paar honderd van die dingen aan elkaar, Raspberry Pi erop en je kan genieten van een gigantisch vliegend LED-display.

[Verwijderd]

Je vergeet het toetsenbord.

[Ramzzz]

Techneuten met humor... die dingen los waaien alle kanten op.

Mooi opvouwbaar (wegens stapelbaarheid) multicoptertje.

Hij leek me - met name door de lage eigen massa en gebrek aan zijdelingse (x/y) controle - nog wel erg instabiel. En ik ga er op basis van dit filmpje vanuit dat het ding vooralsnog geen echte x/y-besturing heeft in de lucht.

Onder een kleine hoek (t.o.v. de horizon) aankoppelen zou dit kunen oplossen.

[hardwareaddict]

toen ik het ding zag dacht ik eerst: "hoe krijg je het voor elkaar om iets weer zo zwaar als beton te maken".

kennelijk nog niemand op idee gekomen om constructie van heel dun aluminium te maken en geintegreerde electronica zodat hij wat betere lift heeft

Probleem van dit ding lijkt dat hij compleet onveilig is. Het aantal kilometer per uur aan uiteinde rotor is dusdanig dat als je vinger er per ongeluk inkomt, dat je er fikse wond aan overkunt houden, zoals mij helaas ook al is gebeurd

[World Citizen]

Yup er zijn hevige discussies gaande omtrent wetgeving. Binnen de bebouwde kom vliegen met welke multirotor dan ook is ontzettend stom. Als je hem raakt.. dan komt hij zeker 6x door je vinger voordat je kans hebt hem weg te trekken.. Het varieert nogal, maar 7 a 8000 rpm is normaal...

Aluminium is eigenlijk ook te zwaar... Liever Carbon, maar dat is heel trillingen gevoelig.. dus dan moet je dempen, wat weer meer gewicht kost.
Al bij al kun je een stevige spiegelreflex optillen met een ander Quadcopter ... en die zal net zo groot zijn als 1 rotor uit dit filmpje... Dus 1 zo'n deel uit het filmpje is net zo groot als een normale fatsoenlijk quadcopter. Wellicht steken de propellers er dan uit...

[hardwareaddict]

Vandaar dat ik tanks bouw ipv quadcopters. Is stuk veiliger.
Aluminium is veel beter dan het plastic dat ze nu hebben.

Aluminium is 2.2 kilo per 'liter' zeg maar ongeveer en het plastic is weliswaar iets meer da n1 kilo per liter, maar ze gebruiken er 10x meer van.

Enorme besparing is met name de electronica en de batterij.

Aluminium kan ik hier goed bewerken in de CNC natuurlijk en alle robotafdelingen die klooien met die quadcopters hebben uitstekende CNC's en geweldige freesmachines.

Dat maakt 'm er niet veilger op natuurlijk. Ik ga dan nog steeds uit van plastic rotors overigens.

Wat betreft regulering, ja je kunt overal regels voor willen maken, maar of het wat helpt? Je wilt de vooruitgang niet in de weg staan - meestal maakt regulering dingen een stuk duurder met name, vooral in robotica al enorm probleem.

Dit terwijl je de propellors en de electronica voor de quadcopters in principe voor 25 euro bij de bart smit kunt halen, waar af en toe geweldige helicopters in de aanbieding zijn.

Als je die dan ombouwt naar quadcopter heb je in principe iets wat veiliger is wat al lang toegelaten is voor jochies van 12+.

Er is geen nieuwe wetgeving nodig in principe, want het is al illegaal om te vliegen boven de steden en het is al illegaal om vanaf je huis een videocamera te richten op wat er op de straat gebeurt. Dus die stok om ergens mee te slaan is er allang.

Het zijn tenslotte dingetjes die maar paar minuten in de lucht hangen, dus we moeten dat niet dramatiseren. Laatste wat je wilt is de creativiteit en de vooruitgang in de weg zitten...

Wat betreft camera's. Er is in de robotica sinds kort een veel betere webcam die geschikt is om op die quadcopters te stoppen. Hij kost ongeveer 250 dollar. Te vinden op robotshop.com

Heel licht dingetje en uitstekende camerakwaliteiten. Redelijke FPS ook. Zit redelijke antenne op. Wireless heb je dan alles wat je wilt.

Zal 'm even voor je opzoeken...

hier is hij:http://www.robotshop.com/draganfly-eyecam-video-system-1.html

Er zijn er van meerdere fabrikanten wellicht. Dit is goed voorbeeld van 9 grams camera en kan ook in PAL opnemen, dus werkt direct op je TV als cameraman.

Heb zelf alleen met professioneel spul ervaring, niet met deze, dus geloof me niet op mijn woord, maar het gaat om 't principe natuurlijk dat 9 grams heel wat beter is dan je spiegelreflex op een prul van een quadcopter hangen

Leuk voor feestjes!

Dus voor 250 dollar voor die webcam en 3 x 25 dollar voor wat speelgoedcopters en 1 klein bordje wat je zelf bouwt ben je al klaar en heb je je tricopter. Het signaal van de staartpropellor kun je dan gebruiken als controlemiddel welke rotors werken

[Reactie gewijzigd door hardwareaddict op 22 juli 2024 17:11]

[Verwijderd]

TRANSFORMERS!!!!

Robots in the sky...more than meets the eye...!

[8x4]

rofltimecopter!

[Verwijderd]

Ik zie de politie en AIVD hier alweer de vingers bij af likken, drone's, goedkoop, 24/7 in de lucht en met camera's heel Nederland in de gaten houden .

[hardwareaddict]

Deden ze dat maar.

Dit hangt maar paar minuten in de lucht - dan waren we snel van ze af

[BounceMeister]

Ze klikken met magneetjes aan elkaar. Hoe komen ze dan weer los?

[hardwareaddict]

Oh na paar minuten zijn de batterijen wel leeg en dan kukelen ze op de grond. Daarbij splitst het gros zich wel weer