Ski-Pro.Ru
Клуб любителей горных лыж
ГлавнаяГлавная   ГлавнаяФорумы   ФотоальбомыФотоальбомы   Статьи - горные лыжи и сноубордСтатьи   Горнолыжный атлас мираАтлас   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   РегистрацияРегистрация
  • Горнолыжные роботы. Обзор.

    На многих лыжных сайтах иногда публикуются сообщения о лыжных роботах, но обычно в разделах "Новости" или "Юмор": ведь эти устройства еще не совершенны, и их движения вызывают улыбку. Но у меня появилась идея: более глубоко разобраться в этой области, узнать реальные достижения, и возможности практического использования роботов в горных лыжах.
    Выяснилось, что большая часть сообщений на эту тему абсолютно не достоверна, или не имеет отношения к горным лыжам, вообще! Но среди них попались и более интересные: лыжные роботы действительно разрабатываются и испытываются.

    Есть робот, которого построили американские студенты, из конструктора Lego, который действительно, может кататься на лыжах. Он работает по простой, жесткой программе, аналогично заводной машинке: может, на ровном склоне, делать бесконечную серию пологих, длинных поворотов, наклоняя ноги с помощью электро-моторчика. Но это устройство является просто развивающей игрушкой, аналогичной всем конструкциям из наборов Lego.


    Конструирование роботов, как хобби, очень популярно в Японии, где часто проводят конкурсы и соревнования. Один из главных гуру этого направления, Томио Сигиура, разработал радиоуправляемого робота, названного Dynamizer, который может автоматически адаптироваться к условиям: рельефу, поверхности, сопротивлению при движении. С пульта передаются только общие команды о движениях, а их динамика определяется программой процессора, по данным о нагрузках на моторы.
    Сын Томио Сигиура усовершенствовал конструкцию, сконструировав Mini-Dynamiser.


    Mini-Dynamiser, небольшой по размеру, около 25 см в высоту, но более автономен, участвует в соревнованиях любительских роботов: по футболу, борьбе, и "кроссу" по пересеченной местности. Но также он умеет кататься на лыжах, используя плуг, клип об этом выложен на youtube. Но Mini-Dynamiser также является просто сложной, интересной, технически совершенной игрушкой.

    Но кроме игрушек, есть другое направление: научно-исследовательское. Оно началось в середине 1990-х, с простейшей модельки, которую сделал австрийский инструктор Ханс Цехетмайер, для объяснения принципов карвинга.


    Если этот механизм поставить на наклонную, скользкую поверхность, то он поедет на кантах, правильными карвинговыми дугами! Когда он приближается к положению, перпендикулярно к ЛПС, то верхний грузик сам перекидывается вниз, происходит перекантовка, и начинается новая дуга.

    Японский математик, Йошихиро Фурукава, из Университета Префектуры Акито, в 2000 г., разработал экспериментальную платформу, для физического моделирования горнолыжной техники, и проведения измерений. Она имеет похожую конструкцию, но гораздо больше по размерам, имеет электрический привод, дает возможность многократного повторения абсолютно одинаковых движений, в отличии от измерений на реальном лыжнике. Нашлось несколько статей доктора Фурукавы по механике горных лыж, но только на японском языке. Но по картинкам видно: в них описываются результаты экспериментов с платформой, приводятся данные измерений.


    Японские конструкторы, из Университета Фукуи, под руководством профессора Широ Шимицу, также разрабатывают лыжных роботов аналогичного назначения. Первые образцы появились более 20 лет назад, но теперь они стали гораздо сложней и совершенней. Основное назначение устройств: моделирование и эксперименты по механике горных лыж, модель 2008 года умеет спускаться по прямой, адаптируясь к рельефу, поворачивать плугом, и на параллельных лыжах, с использованием бокового выреза.


    На сайте профессора Шимицу можно найти несколько записей, показывающих возможности его робота. Вот: Фрагмент1 и Фрагмент2.

    Возможно, что это еще не настоящий карвинг, но ИМХО уже близко к нему! В интернете есть много информации по этому роботу, но большая часть на японском языке. Профессор Шимицу сконструировал также робота сноубордиста, на котором проводятся эксперименты по технике сноуборда.

    Кроме научных экспериментов, есть также другая задача, где могут применяться роботы: имитация человеческих движений, в этой области также заметны японские ученые.
    Масая Такахаши, из Университета Каназавы, в 2003 г. построил радиоуправляемого робота, вместе с известным горнолыжником Гаку Хиросава, участником Олимпийских Игр, и Кубка Мира. Устройство было предназначено для демонстрации учебных упражнений, вместо инструктора: ведь робот может бесконечно повторять одинаковые движения, а ученикам хорошо виден его скелет, не скрытый внутри ног и под одеждой. Этот проект закончился без больших успехов, по неизвестной причине.
    Но в 2008 г., в Университете Каназавы создали группу по разработке лыжного робота, под руководством профессора Такеши Ионеяма. Работа финансируется Ассоциацией Инженеров Японии, в проекте участвует также доктор Такахаши, как консультант.
    Робот имеет датчики скорости, на задниках лыж, и 3D-компас, для определения ориентации. Планируется включить также видеокамеру: для определения направления и расстояний до препятствий.


    На сегодня, главные задачи проекта: уточнение математической модели, и совершенствование программного обеспечения. Робот катается пологими карвинговыми дугами, на искусственном склоне, с уклоном 20°. Но конструкторы планируют добиться полной имитации движений лыжника, на естественных склонах, с использованием не только карвинга, но также других техник. Последние статьи по этой теме, опубликованы в 2011 г., но на сайте Университета Каназавы видно, что проект является актуальным, и не остановлен.

    Группа словенских конструкторов, из Института Йозефа Стефана, также разработала лыжного робота, специально предназначенного для демонстрации техники и тестирования лыж. Он имеет похожую конструкцию, но больше по размеру, и рассчитан на автономную работу, имеет видеокамеру, систему инерциальной навигации, и приемник GPS.


    Программное обеспечение словенского робота гораздо сложней, чем у японского, базируется на математической модели, которую разработал Боян Немец, один из руководителей проекта. В качестве бортового компьютера используется мощный ноутбук, установленный в верхней части, шасси с ноутбуком может наклоняться, аналогично туловищу лыжника при ангуляции, сохраняя вертикальное положение.


    Робот реагирует на препятствия, распознает вешки на трассе, определяя оптимальную траекторию движения: с учетом скорости, уклона, своей ориентации в пространстве, расстояния до вешки.
    По результатам на сегодня, этот робот является самым совершенным, катаясь почти что правильной карвинговой техникой. На youtube есть несколько клипов, показывающих его возможности. На сайте Института Йозефа Стефана видно, что этот проект также актуален, но последние статьи опубликованы в 2012 г.

    Сейчас, в робототехнике происходит революция, возможно, что это объясняет паузу в проектах японских и словенских ученых, не смотря на их достижения.
    В 2010 г. в Корее началось серийное производство робота DARWIn-OP (Dynamic Anthropomorphic Robot With Intelligence - Open Platform), универсальной макетной платформы, имеющей мощный процессор, систему инерциальной навигации, встроенную видеокамеру, микрофон. Робот подвижен, имеет 20 независимых моторов, гораздо больше, чем у роботов, описанных выше.
    Для программирования можно бесплатно скачать программное обеспечение, и строить на базе DARWIn-OP роботов, предназначенных для любых задач. DARWIn-OP может продаваться также в виде набора деталей: при сборке можно изменить конструкцию, или добавить в нее новые устройства. Платформа уже используется во многих странах, и также в России: для моделирования перспективных систем, и отработки бортовых программ.


    В Университете Манитобы, на базе DARWIn-OP разработан робот Jennifer, который может танцевать, кататься на коньках, беговых и горных лыжах, играть в хоккей. Это чисто учебный проект, предназначенный для практики студентов, по теме программирования роботов, но платформа имеет большие возможности. Jennifer может делать много сложных движений, имеет зрение, реагирует на препятствия, распознает простые объекты.


    Пока, ее горнолыжная техника не очень изящна, но канадские студенты непрерывно совершенствуют программы, возможно, что скоро Jennifer освоит более сложные элементы.
    Платформа DARWIn-OP также непрерывно совершенствуется. Последние модели имеют новый процессор, более мощные, экономичные моторы, встроенный приемник GPS, могут получать данные от лазерного 3D-сканера, распознавать форму больших объектов.

    Но подумаем: какие реальные перспективы ожидают лыжных роботов? Все устройства с электрическим приводом очень медлительны, не могут делать резкие движения, прыгать, балансировать при потере равновесия. На сегодня, самый совершенный робот, Asimo, от фирмы Honda, может бегать: со скоростью НЕ более 5 км/час! Но это определено механикой, даже самый гениальный конструктор не может обойти ее законы!
    Значит робот не может стать хорошим инструктором: ведь настоящая горнолыжная техника должна быть динамичной и быстрой, а катание роботов похоже на замедленную съемку. Их предел: демонстрация простейшей техники для новичков.
    Конечно, роботы могут соревноваться между собой, но это ИМХО никому не интересно, кроме их создателей. Также они могут быть спасателями, но есть много других способов передвижения по снегу, более эффективных, чем лыжи.
    Мы видим: роботы на лыжах, в ближайшем будущим, не найдут практического применения. Но и роботам не нужны горные лыжи: ведь они не могут испытывать эмоций!

    Удачи и позитива!


    ИришкаВ

  • Объявления

    Доктор

    Уступлю бронирование на Красной поляне на март

    Автор: Доктор

    Уступлю бронирование на Красной поляне в Эльпида бутик отеле с 26 февраля по 7 марта, двухместный номер с завтраком, оплачены 1 сутки, общая стоимость

    07.01.2018, 14:12 от Доктор К последнему сообщению
    lukina80

    Подбор персонала

    Автор: lukina80

    Занимал Олег Станиславович Верещагин (род. 22/08/1984) в нашем горнолыжном клубе (Новгородская обл.) должность управляющего. Груб, неадекватен и вспыльчив,

    16.09.2017, 22:42 от lukina80 К последнему сообщению
    IgorDaryashin

    Продаю квартиру у горнолыжных склонов

    Автор: IgorDaryashin

    двухуровневая, 5 комн. квартира,
    с сауной и дровяным камином.
    горнолыжные комплексы
    г.Кировск Мурманской области
    3 100 000 руб

    30.06.2017, 16:31 от IgorDaryashin К последнему сообщению
    Messer987

    Продаю камеру GoPro hero 4 silver

    Автор: Messer987

    Продам новую камеру GoPro Hero 4 silver!Все в оригинальной упаковке.
    Так же есть GoPro HERO 4 Session*
    Камеры находятся в Казани.
    (Silver)Цена:23500р.*

    06.06.2017, 01:06 от Messer987 К последнему сообщению
    Xundr

    Продам внутренний фильтр для аквариума от 200 до 300л

    Автор: Xundr

    Добрый вечер всем!
    Продаю внутренний фильтр для аквариума объемом от 200 до 300 литров, описание и все характеристики фильтра можно вот здесь

    29.05.2017, 21:10 от Xundr К последнему сообщению