Італійський iRonCub3, побудований на основі реактивних турбін та титанового хребта, злітає, поєднуючи штучний інтелект, аеродинаміку та рухи, подібні до людських, у повітрі. Італійські дослідники успішно запустили першого у світі людиноподібного робота на реактивному двигуні, що стало революційним досягненням у галузі робототехніки. Машина під назвою iRonCub3 піднялася від землі приблизно на 50 сантиметрів і підтримувала рівновагу під час польоту.
Розроблений Італійським технологічним інститутом (ІІТ), робот призначений для роботи в реальних умовах, використовуючи повітряну мобільність та людську структуру. Ця віха знаменує собою стрибок у розвитку мультимодальної робототехніки. Вона поєднує наземний рух із керованим польотом, відкриваючи шлях для майбутніх рятувальних місій та дослідницьких завдань у складних або небезпечних місцях.
Розроблено для екстремальних умов
iRonCub3 базується на третьому поколінні гуманоїдного робота iCub та має телекерований підхід. Він має чотири реактивні двигуни: два на руках і два на ранцевому блоці. Така конфігурація дозволяє йому зависати та залишатися стабільним навіть за наявності вітру або фізичних перешкод. Робот важить 70 кг і може генерувати тягу понад 1000 ньютонов. Турбіни викидають вихлопні гази з температурою 800°C, що вимагає нового титанового хребта та захисних термостійких покриттів. Дослідницька група витратила два роки на розробку робота та проведення льотних випробувань.
«Це дослідження радикально відрізняється від традиційної гуманоїдної робототехніки та змусило нас зробити суттєвий крок вперед щодо сучасного стану справ», – сказав Даніеле Пуччі, керівник Лабораторії штучного та механічного інтелекту (AMI) в IIT.
Розширене керування та інтеграція штучного інтелекту
Стабільність під час польоту була ключовим викликом. На відміну від дронів, які є симетричними та компактними, iRonCub3 має рухомі кінцівки та видовжений корпус. Ці особливості створюють зміщувану аеродинаміку та динамічний центр мас. Щоб вирішити цю проблему, дослідники розробили нові моделі керування польотом та аеродинамічні оцінювачі в реальному часі. Команда IIT співпрацювала з Міланським політехнічним інститутом для випробувань в аеродинамічній трубі та зі Стенфордським університетом для застосувань машинного навчання.
«Наші моделі включають нейронні мережі, навчені на змодельованих та експериментальних даних, та інтегровані в архітектуру керування роботом, щоб гарантувати стабільний політ», — сказав Антонелло Паоліно, перший автор статті.
Ці системи на базі штучного інтелекту дозволяють iRonCub3 реагувати на турбулентні потоки повітря та зміну положення кінцівок під час польоту. Робот також може справлятися зі швидкими переходами, такими як послідовне запалювання струменя або рух конструкції під час зльоту.
Спільне проектування забезпечує точність
Дослідники застосували підхід спільного проектування для створення iRonCub3. Цей метод дозволив їм одночасно оптимізувати форму робота та розташування двигуна. Метою було забезпечити максимальний контроль польоту, витримуючи при цьому екстремальні теплові та аеродинамічні умови. Вони провели численні симуляції та експериментальні випробування, щоб точно налаштувати системи робота. Удосконалення включали датчики тяги, управління теплом та автоматизовані планувальники зльоту/посадки.
Майбутнє застосування в рятувально-розвідувальній справі
Початкові льотні випробування відбулися у критій лабораторії IIT, де робот успішно завис у повітрі. Подальші випробування будуть проведені на спеціально обладнаному майданчику в аеропорту Генуї, створеному у співпраці з Aeroporto di Genova. Літаючі гуманоїдні роботи, такі як iRonCub3, можуть використовуватися в зонах стихійних лих, токсичних середовищах або місіях, що вимагають як польоту, так і маніпуляцій. Дослідження було опубліковано в журналі Nature Communications Engineering.