Kis méretű repülő robotok az élet minden területén

Több mint 300 millió Ft-ból megvalósuló mobil robotikai technológiák és termékek fejlesztésében vesz részt a BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék.

A mobil robot olyan gépezet, amely önálló mozgásra képes egy adott környezetben. Az automatizált szerkezetek kutatása és fejlesztése a modern tudományok középpontjában áll, hiszen ipari és hétköznapi civil alkalmazások egész sora képzelhető el vagy végezhető máris ilyen mobil robotok segítségével. A számos alkalmazás között említhető például a légi robotok használata a mezőgazdaságban, ahol földterületek víz, öntözés, illetve permetezés igényét lehet a levegőből felmérni. Az erdészetekben a fa és növénybetegségek előfordulási arányát lehet tanulmányozni robotokkal, amelyek katasztrófavédelmi célokra is alkalmasak, hiszen olyan terület fölé is berepülhetnek, ahol az ember vezette légi jármű nincs biztonságban.

A polgári felhasználásra szánt mobil robotikai rendszerek dinamikusan fejlődő piacán magyar fejlesztések is érhetnek el sikereket. A technológiai fejlesztések révén világszínvonalú tudásbázis jöhet létre az együttműködő intézmények keretein belül – hangsúlyozta Koller István, a Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék mestertanára. A 2013 elején indult projektben a BME híradástechnikával, mobil kommunikációs és távközlési technológiával foglalkozó kutatói, a Bizalom Zrt. fejlesztői és az Óbudai Egyetem szakemberei olyan robotikai rendszereket fejlesztenek, amelyek kisméretű földi és légi járművekből kialakított mobil robotokat szolgálnak ki. A robotok szenzorokat, érzékelőket, manipulátorokat és más hasznos terheket hordozhatnak majd. Felhasználási lehetőségeik igen széles spektrumot fednek le. A fent említett alkalmazások mellett e robotok határőrizeti feladatok teljesítését is segíthetik. Infravörös kamerával éjjel-nappal felfedezhetők a magasból a határsértők – fejtette ki a BME kutatója. A robotok olyan helyeken, például magas építmények közelében készíthetnek jó minőségű felvételeket, ahova emberek nehezen jutnak el és veszélyben lennének.

A tűzoltók mentési feladatokban alkalmazhatják sikerrel, hiszen a légi robotok a bajbajutott embereket is megtalálhatják, amikor nagy pontossággal végigpásztázzák kameráikkal az adott területet. Használhatják az építészek is – említette még Koller István, ők olcsó eszközzel, egy kisméretű robot helikopterrel virtuálisan körülnézhetnek a leendő épületük emeleteiről, és ennek alapján hozhatnak döntéseket az épület részleteiről. Vagyis használhatók bárhol, ahol a magasból kell képeket, videót készíteni a látható fényű és azon kívül eső tartományokon – összegezte az elmondott példákat.

A robotok nemcsak kamerákat, hanem egyéb szenzorokat is hordozhatnak – említett még egy felhasználási lehetőséget Koller István. Például gázérzékelőkkel felszerelt robot felderítheti a levegőbe került szennyeződést, és annak eloszlásának időbeli változását.

Az elektronikai és informatikai rendszerelemeket rugalmasan konfigurálható egységekben alakítjuk ki, moduláris elemekből építjük fel, hogy a felhasználói igényeknek minél inkább megfeleljenek – magyarázta Koller István. A rendszereink az adott feladathoz illeszkedő méretűek és kiépítettségűek. Ez azt jelenti, hogy tudunk optimalizált rendszereket ajánlani kis hatótávolságú, kis hasznos tömeget hordozó, rövid ideig repülő kisméretű robotokra is (kicsi helikopterek), és a rendszerelemeinkből képesek vagyunk messzire elrepülő robot kialakítására viszonylag nagy hasznos tömeg mellett – ismertette a kutató. A komplett, kulcsrakész rendszerek ajánlása mellett OEM (Original Equipment Manufacturer – így hívják a márkás, saját fejlesztésű termékek gyártóit a műszaki szaknyelvben – a szerk.) felhasználók számára rendszerelemeket is ajánlunk (telemetria/kontroll rádiók, nagysebességű levegő – föld rádiók, digitális nagytávolságú HD video lesugárzók, robotpilóták, AHRS – IMU egységek, GPS, magnetométer modulok) – tette még hozzá.

Az alapkiépítésű rendszer kevésbé bonyolult feladatok végrehajtására alkalmas, így a kedvezőbb árú megoldásokat kereső felhasználókat célozza meg. E rendszerek felhasználói már az amatőr modellező pilóták is lehetnek. Az opcionális egységekkel kiegészített rendszer azonban képes a professzionális felhasználói célcsoportok igényeinek kielégítésére is (geodéták, mezőgazdászok, erdészek, határőrök, katasztrófavédelmi szakemberek, antenna üzemeltetők, építészek, régészek, stb.).   

A BME kutatója eddigi munkájuk eredményét összefoglalva elmondta, hogy az első félévben elkészültek a rádiós rendszerek rendszertervei, a fedélzeti és a földi irányító állomás elektronikus egységeinek rendszertervei, a payload rádiócsatorna algoritmikus tervezése és szimulációs vizsgálatai, a telemetria rádió rendszertervei, valamint a földi irányító állomás szoftvereinek egy már használható verziója.

Koller István hangsúlyozta, hogy a projekt a kutatásba bevont oktatók és hallgatók szakmai fejlődése szempontjából is fontos. A BME részéről hat kiemelkedő hallgató dolgozik velünk az elektronikus digitális, valamint rádiófrekvenciás áramkörtervezés, az AHRS – IMU elméleti vizsgálódás témakörökben – mondta el a Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék oktatója. A kutatók a továbbiakban az optimális irányítás témakörben folytatnak elméleti vizsgálódásokat, mind az egyszerű, olcsó, mind a szofisztikált szenzorok felhasználásával, hogy széles célközönséget tudjanak kiszolgálni. A közeljövőben pedig megépítik a rendszertervekben megfogalmazott elektronikus egységeket, repülő platformokat, valamint matematikai modelleket állítanak fel repülő eszközökről mérések segítségével.

A projekt végcélja olyan robotikai technológiát alkalmazó termékek fejlesztése, amelyek a világpiacon is versenyképesek lesznek.

B.K.

Fotó: Óbudai Egyetem, Neumann János Informatikai Kar