本文介绍了由波浪和太阳能运行的低成本无人面车辆(USV)的原型,该车辆可用于最小化海洋数据收集的成本。目前的原型是一个紧凑的USV,长度为1.2米,可以通过两个人部署和恢复。该设计包括电动绞盘,可用于缩回和降低水下单元。设计的几个要素利用添加剂制造和廉价的材料。通过自定义开发的Web应用,可以使用射频(RF)和卫星通信来控制车辆。通过使用先前的研究工作和先进材料的推荐,在拖曳,提升,重量和价格方面进行了优化了表面和水下装置。通过测量几个参数,例如溶解的氧,盐度,温度和pH,USV可用于水状监测。
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We designed and constructed an A-sized base autonomous underwater vehicle (AUV), augmented with a stack of modular and extendable hardware and software, including autonomy, navigation, control and high fidelity simulation capabilities (A-size stands for the standard sonobuoy form factor, with a maximum diameter of 124 mm). Subsequently, we extended this base vehicle with a novel tuna-inspired morphing fin payload module (referred to as the Morpheus AUV), to achieve good directional stability and exceptional maneuverability; properties that are highly desirable for rigid hull AUVs, but are presently difficult to achieve because they impose contradictory requirements. The morphing fin payload allows the base AUV to dynamically change its stability-maneuverability qualities by using morphing fins, which can be deployed, deflected and retracted, as needed. The base vehicle and Morpheus AUV were both extensively field tested in-water in the Charles river, Massachusetts, USA; by conducting hundreds of hours of operations over a period of two years. The maneuvering capability of the Morpheus AUV was evaluated with and without the use of morphing fins to quantify the performance improvement. The Morpheus AUV was able to showcase an exceptional turning rate of around 25-35 deg/s. A maximum turn rate improvement of around 35% - 50% was gained through the use of morphing fins.
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每当一个人听到污染的时候,比不是不是,他们思想的第一个想法是空气污染。全球最介绍和讨论的污染之一是我们水体中不可生物降解的废物引起的。在印度的情况下,河流和湖泊表面有很多塑料废物。 Ganga River是10家河流之一,占90%的塑料,最终在大海中,由于这种废物,湖泊有主要的纳拉纳斯和湖泊的主要案例。这限制了清洁水源,导致水源的主要耗尽。从2001年到2012年,在海德拉巴市,3245公顷的湖泊消散了。在新德里南部的平均水平,水将九英尺抬起。因此,清洁这些本地水体和河流至关重要。我们的宗旨是开发一种水面清洁机床,该机床部署在岸上。机器人将在途中检测垃圾斑块并收集垃圾,从而使水体清洁。该解决方案采用监测机制,以便在发现任何人被发现污染水体时提醒当局。开发了一种通过使用太阳能来为系统供电的可持续系统。计算机视觉算法用于检测水面上的垃圾。该垃圾由机器人收集,并在指定位置处置。除了清洁水体外,还借助虚拟击剑算法实施了预防措施,如果有人试图污染水处理,则会提醒当局。部署Web应用程序和移动应用程序以分别检查机器人和岸上监控的运动。这种完整的解决方案涉及水护理所需的预防性和治疗措施。
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Filming sport videos from an aerial view has always been a hard and an expensive task to achieve, especially in sports that require a wide open area for its normal development or the ones that put in danger human safety. Recently, a new solution arose for aerial filming based on the use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), which is substantially cheaper than traditional aerial filming solutions that require conventional aircrafts like helicopters or complex structures for wide mobility. In this paper, we describe the design process followed for building a customized UAV suitable for sports aerial filming. The process includes the requirements definition, technical sizing and selection of mechanical, hardware and software technologies, as well as the whole integration and operation settings. One of the goals is to develop technologies allowing to build low cost UAVs and to manage them for a wide range of usage scenarios while achieving high levels of flexibility and automation. This work also shows some technical issues found during the development of the UAV as well as the solutions implemented.
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在过去的十年中,自动驾驶航空运输车辆引起了重大兴趣。这是通过空中操纵器和新颖的握手的技术进步来实现这一目标的。此外,改进的控制方案和车辆动力学能够更好地对有效载荷进行建模和改进的感知算法,以检测无人机(UAV)环境中的关键特征。在这项调查中,对自动空中递送车辆的技术进步和开放研究问题进行了系统的审查。首先,详细讨论了各种类型的操纵器和握手,以及动态建模和控制方法。然后,讨论了降落在静态和动态平台上的。随后,诸如天气状况,州估计和避免碰撞之类的风险以确保安全过境。最后,调查了交付的UAV路由,该路由将主题分为两个领域:无人机操作和无人机合作操作。
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研究界,工业和社会中地面移动机器人(MRS)和无人机(UAV)的重要性正在迅速发展。如今,这些代理中的许多代理都配备了通信系统,在某些情况下,对于成功完成某些任务至关重要。在这种情况下,我们已经开始见证在机器人技术和通信的交集中开发一个新的跨学科研究领域。该研究领域的意图是将无人机集成到5G和6G通信网络中。这项研究无疑将在不久的将来导致许多重要的应用。然而,该研究领域发展的主要障碍之一是,大多数研究人员通过过度简化机器人技术或通信方面来解决这些问题。这阻碍了达到这个新的跨学科研究领域的全部潜力的能力。在本教程中,我们介绍了一些建模工具,从跨学科的角度来解决涉及机器人技术和通信的问题所需的一些建模工具。作为此类问题的说明性示例,我们将重点放在本教程上,讨论通信感知轨迹计划的问题。
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Brac大学(Bracu)参与了大学罗佛挑战(URC),这是由Mars社会组织的大学级学生的机器人竞赛,以设计和建造一个将用于火星早期探险家的流动站。Bracu已经设计和开发了一个全功能的下一代火星罗孚,蒙古托伊,可以在星球火星的极端敌对状态下运行。不仅拥有自主和手动控制功能的蒙古Tori,它还能够进行科学任务,以确定火星环境中的土壤和风化的特点。
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自动化驾驶系统(广告)开辟了汽车行业的新领域,为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而,在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在,使自动车辆(AVS)长时间保持自主车辆(AVS)或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战,并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术,当前可用的数据集,模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题,自主驾驶场目前正在面临,近年来审查硬件和计算机科学解决方案,这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。
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Automation in farming processes is a growing field of research in both academia and industries. A considerable amount of work has been put into this field to develop systems robust enough for farming. Terrace farming, in particular, provides a varying set of challenges, including robust stair climbing methods and stable navigation in unstructured terrains. We propose the design of a novel autonomous terrace farming robot, Aarohi, that can effectively climb steep terraces of considerable heights and execute several farming operations. The design optimisation strategy for the overall mechanical structure is elucidated. Further, the embedded and software architecture along with fail-safe strategies are presented for a working prototype. Algorithms for autonomous traversal over the terrace steps using the scissor lift mechanism and performing various farming operations have also been discussed. The adaptability of the design to specific operational requirements and modular farm tools allow Aarohi to be customised for a wide variety of use cases.
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拍打翅膀是一种生物启发的方法,可在空中机器人中产生升力和推动,从而导致安静有效的运动。该技术的优点是安全性和可操作性,以及与环境,人类和动物的物理互动。但是,为了实现大量应用,这些机器人必须栖息和土地。尽管最近在栖息场上取得了进展,但直到今天,拍打翼车辆或鸟类动物仍无法停止在分支上的飞行。在本文中,我们提出了一种新颖的方法,该方法定义了一个可以可靠和自主将鸟鸟类降落在分支上的过程。该方法描述了拍打飞行控制器的联合操作,近距离校正系统和被动爪附件。飞行由三重俯仰高空控制器和集成的车身电子设备处理,允许以3 m/s的速度栖息。近距离校正系统,具有快速的光学分支传感可补偿着陆时的位置错位。这是通过被动双向爪设计可以补充的,可以锁定和固定2 nm的扭矩,在25毫秒内掌握,并且由于集成的肌腱致动而可以重新打开。栖息的方法补充了四步实验开发过程,该过程为成功的设计优化。我们用700 g的鸟杆验证了这种方法,并演示了在分支上拍打翼机器人的第一次自主栖息飞行,结果用第二个机器人复制。这项工作为在远程任务,观察,操纵和室外飞行中应用翼机器人的应用铺平了道路。
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在迅速增长的海上风电场市场中出现了增加风力涡轮机尺寸和距离的全球趋势。在英国,海上风电业于2019年生产了英国最多的电力,前一年增加了19.6%。目前,英国将进一步增加产量,旨在增加安装的涡轮机容量74.7%,如最近的冠村租赁轮次反映。通过如此巨大的增长,该部门现在正在寻求机器人和人工智能(RAI),以解决生命周期服务障碍,以支持可持续和有利可图的海上风能生产。如今,RAI应用主要用于支持运营和维护的短期目标。然而,前进,RAI在海上风基础设施的全部生命周期中有可能发挥关键作用,从测量,规划,设计,物流,运营支持,培训和退役。本文介绍了离岸可再生能源部门的RAI的第一个系统评论之一。在当前和未来的要求方面,在行业和学术界的离岸能源需求分析了rai的最先进的。我们的评论还包括对支持RAI的投资,监管和技能开发的详细评估。通过专利和学术出版数据库进行详细分析确定的关键趋势,提供了对安全合规性和可靠性的自主平台认证等障碍的见解,这是自主车队中可扩展性的数字架构,适应性居民运营和优化的适应性规划人机互动对人与自治助理的信赖伙伴关系。
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我们探索Calico是一种微型可重新定位的可穿戴系统,具有快速,精确的运动,用于体内相互作用,驱动和感应。印花布由两轮机器人和一条轨道机制或“铁路”组成,机器人在其上行驶。机器人具有独立的,尺寸很小,并且具有其他传感器扩展选项。轨道系统允许机器人沿着用户的身体移动并到达任何预定位置。它还包括旋转开关以启用复杂的路由选项,当提出发散轨道时。我们报告了印花布的设计和实施,并通过一系列的系统性能评估。然后,我们介绍一些应用程序方案和用户研究,以了解印花布作为舞蹈教练的潜力,并探索对我们情景的定性感知,以告知该领域未来的研究。
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本文提出了一种新颖的方法,用于在具有复杂拓扑结构的地下领域的搜索和救援行动中自动合作。作为CTU-Cras-Norlab团队的一部分,拟议的系统在DARPA SubT决赛的虚拟轨道中排名第二。与专门为虚拟轨道开发的获奖解决方案相反,该建议的解决方案也被证明是在现实世界竞争极为严峻和狭窄的环境中飞行的机上实体无人机的强大系统。提出的方法可以使无缝模拟转移的无人机团队完全自主和分散的部署,并证明了其优于不同环境可飞行空间的移动UGV团队的优势。该论文的主要贡献存在于映射和导航管道中。映射方法采用新颖的地图表示形式 - 用于有效的风险意识长距离计划,面向覆盖范围和压缩的拓扑范围的LTVMAP领域,以允许在低频道通信下进行多机器人合作。这些表示形式与新的方法一起在导航中使用,以在一般的3D环境中可见性受限的知情搜索,而对环境结构没有任何假设,同时将深度探索与传感器覆盖的剥削保持平衡。所提出的解决方案还包括一条视觉感知管道,用于在没有专用GPU的情况下在5 Hz处进行四个RGB流中感兴趣的对象的板上检测和定位。除了参与DARPA SubT外,在定性和定量评估的各种环境中,在不同的环境中进行了广泛的实验验证,UAV系统的性能得到了支持。
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While the capabilities of autonomous systems have been steadily improving in recent years, these systems still struggle to rapidly explore previously unknown environments without the aid of GPS-assisted navigation. The DARPA Subterranean (SubT) Challenge aimed to fast track the development of autonomous exploration systems by evaluating their performance in real-world underground search-and-rescue scenarios. Subterranean environments present a plethora of challenges for robotic systems, such as limited communications, complex topology, visually-degraded sensing, and harsh terrain. The presented solution enables long-term autonomy with minimal human supervision by combining a powerful and independent single-agent autonomy stack, with higher level mission management operating over a flexible mesh network. The autonomy suite deployed on quadruped and wheeled robots was fully independent, freeing the human supervision to loosely supervise the mission and make high-impact strategic decisions. We also discuss lessons learned from fielding our system at the SubT Final Event, relating to vehicle versatility, system adaptability, and re-configurable communications.
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本文介绍了Cerberus机器人系统系统,该系统赢得了DARPA Subterranean挑战最终活动。出席机器人自主权。由于其几何复杂性,降解的感知条件以及缺乏GPS支持,严峻的导航条件和拒绝通信,地下设置使自动操作变得特别要求。为了应对这一挑战,我们开发了Cerberus系统,该系统利用了腿部和飞行机器人的协同作用,再加上可靠的控制,尤其是为了克服危险的地形,多模式和多机器人感知,以在传感器退化,以及在传感器退化的条件下进行映射以及映射通过统一的探索路径计划和本地运动计划,反映机器人特定限制的弹性自主权。 Cerberus基于其探索各种地下环境及其高级指挥和控制的能力,表现出有效的探索,对感兴趣的对象的可靠检测以及准确的映射。在本文中,我们报告了DARPA地下挑战赛的初步奔跑和最终奖项的结果,并讨论了为社区带来利益的教训所面临的亮点和挑战。
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The Modular Automated Crop Array Online System (MACARONS) is an extensible, scalable, open hardware system for plant transport in automated horticulture systems such as vertical farms. It is specified to move trays of plants up to 1060mm x 630mm and 12.5kg at a rate of 100mm/s along the guide rails and 41.7mm/s up the lifts, such as between stations for monitoring and actuating plants. The cost for the construction of one grow unit of MACARONS is 144.96USD which equates to 128.85USD/m2 of grow area. The designs are released and meets the requirements of CERN-OSH-W, which includes step-by-step graphical build instructions and can be built by a typical technical person in one day at a cost of 1535.50USD. Integrated tests are included in the build instructions are used to validate against the specifications, and we report on a successful build. Through a simple analysis, we demonstrate that MACARONS can operate at a rate sufficient to automate tray loading/unloading, to reduce labour costs in a vertical farm.
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大多数Quadrupss开发的高度驱动,因此他们的控制是非常繁琐的。它们需要先进的电子设备连续解决复杂的逆运动型方程。此外,随着传统距离传感器通常由于机器人的运动而导致的连续扰动通常发生故障,它们要求特殊和昂贵的传感器自动导航环境。另一个挑战是在步行时保持机器人的连续动态稳定性,这需要复杂和最先进的控制算法。本文介绍了我们内部棱镜联合电池的硬件设计和控制架构的彻底描述,称为Prisma。我们的目标是伪造强大而温制性的稳定的四足机器人,可以使用基本控制算法并利用传统传感器来导航未知环境。我们讨论了机器人在其运动,不同脚轨迹,可制造性和控制方面的益处和限制。
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软机器人抓手具有许多优势,可以解决动态空中抓握方面的挑战。最近展示的用于空中抓握的典型多指的软握把高度依赖于成功抓握的目标对象的方向。这项研究通过开发一种用于自主空气操纵的全向系统来推动动态空中抓地力的边界。特别是,该论文研究了一种新型,高度集成,模块化,传感器富含通用的握把的设计,制造和实验验证,专为空中应用而设计。提出的抓手利用粒子堵塞和软颗粒材料的最新发展产生了强大的握持力,同时非常轻巧,节能,并且只需要低激活力。我们表明,通过在膜的硅硅混合物中添加添加剂,可以将持有力提高多达50%。实验表明,即使没有几何互锁,我们的轻质抓地力也可以以低至2.5n的激活力发育高达15n的持有力。最后,通过将抓地力安装到多旋风的情况下,在实际条件下执行了一个选择和释放任务。开发的空中抓握系统具有许多有用的属性,例如对碰撞的弹性和鲁棒性以及将无人机与环境脱离的固有的被动合规性。
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阿拉伯联合酋长国阿布扎比技术创新研究所最近完成了一辆新的无人面车辆的生产和测试,称为Nukhada,专门用于自主调查,检查和对水下行动的支持。此稿件描述了Nukhada USV的主要特征,以及在开发期间进行的一些试验。
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外骨骼和矫形器是可穿戴移动系统,为用户提供机械益处。尽管在过去几十年中有重大改进,但该技术不会完全成熟,以便采用剧烈和非编程任务。为了适应这种功能不全,需要分析和改进该技术的不同方面。许多研究一直在努力解决外骨骼的某些方面,例如,机构设计,意向预测和控制方案。但是,大多数作品都专注于设计或应用的特定元素,而无需提供全面的审查框架。本研究旨在分析和调查为改进和广泛采用这项技术的贡献方面。为了解决此问题,在引入辅助设备和外骨骼后,将从物理人员 - 机器人接口(HRI)的角度来研究主要的设计标准。通过概述不同类别的已知辅助设备的几个例子,将进一步开发该研究。为了建立智能HRI策略并为用户提供直观的控制,将研究认知HRI。将审查这种策略的各种方法,并提出了意图预测的模型。该模型用于从单个电拍摄(EMG)通道输入的栅极相位。建模结果显示出低功耗辅助设备中单通道输入的潜在使用。此外,所提出的模型可以在具有复杂控制策略的设备中提供冗余。
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