Разработка робота для сбора берегового мусора требует тщательного тестирования робота в полевых условиях. Вот чему мы учимся в процессе!
Обломки береговой линии - серьезная проблема. Во время Международной уборки побережья в 2015 году было собрано более 16 миллионов фунтов мусора. Обертки от пищевых продуктов, окурки и крышки от пластиковых бутылок вошли в первую десятку собранных предметов.
Я был шокирован, увидев это своими глазами на острове Торонто, где вдоль всего пляжа тянулся след обломков.
Будучи частью Движения Создателей, в моей голове мгновенно метались идеи о том, как мы можем это исправить!
С помощью Robot Missions мы разрабатываем роботизированную платформу, которая поможет сделать очистку береговой линии более эффективной и использовать роботов для достижения труднодоступных или опасных мест.
Робот представляет собой напечатанный на 3D-принтере вездеход, управляемый дистанционно с помощью нунчака. Его мозг состоит из Teensy для двигателей и Arduino для датчиков и коммуникаций. Его рычаг взаимозаменяем с сенсорным зондом или клешней.
Мы проводим полевые испытания, чтобы понять, как робот ведет себя в окружающей среде. Одна из самых интересных вещей - это когда мы обнаруживаем новые возможности. Наше первое полевое испытание было в Черри-Бич, а второе - в Саннисайд-Бич в Торонто.
Вот видео робота во время первого полевого испытания:
За кулисами полевых испытаний есть еще кое-что:
1. Подготовка
Первый шаг - собрать группу добровольцев для помощи в полевых испытаниях. Мы транслируем это событие на Facebook и создаем карту, на которой указано место.
Мы создаем Руководство по концепции операций, в котором рассказывается о выбранном нами месте, ролях и задачах. Существуют области рабочих листов для записи наблюдений и ответов на вопросы, наводящие на размышления. Также есть повестка дня, которая поможет нам составить график.
Несколько предметов из нашего комплекта для полевых испытаний включают в себя:
– Аптечка первой помощи (важно!)
– Рулетка
– Веревка
– Брезент
– Перчатки
– Клейкая лента
Во время нашего первого полевого испытания мы испытали солнце, дождь, ветер и даже снег! Важно подготовить не только робота к различным погодным условиям, но и себя.
2. Прибытие и роли
Далее мы прибываем на место. Но иногда все не так просто.
Во время нашего первого полевого испытания парк не разрешил нам войти с роботом. Нам нужно было решить, что делать дальше, поэтому мы направились на другой близлежащий пляж. Важно проявлять гибкость и иметь канал связи для связи со всеми.
Когда мы наконец прибываем, мы осматриваем это место, чтобы найти интересное место для тестирования робота. Некоторые детали, которые мы учитываем:
– Различные типы местности (трава, сухой песок, мокрый песок, ветки)
– Если поблизости есть сложная траншея, можно попробовать пройти
– Количество мусора на территории
– Близость к воде и тяга к ней
– Если нас интересует конкретный объект земли
Затем мы распаковываем робота и определяем роли, которые будут у каждого во время Полевых испытаний. Это могут быть:
– Операторы роботов – управление роботом
– Помощники по задачам – помогают настроить и запустить задачи
– Наблюдатели за окружающей средой – запись воздействия робота на природу и окружающую среду (и наоборот)
– Оператор миссии – следит за временем, связывается со всеми
– Документация – запись полевых испытаний с фотографиями и видео
3. Задачи робота
В Руководстве по концепции операций мы поставили перед собой три задачи. В них подробно описана цель задания и некоторые подсказки для наблюдения.
Важно, мы не подробно описываем, как собираемся выполнить задачу. Нам необходимо принять во внимание все факторы в этой области, чтобы лучше понять возможности робота.
Например, в полевых испытаниях №2 задачей был «переход местности» - пройти из точки А в точку Б. Путь пролегал через корни деревьев и камни с сухим песком. Мы узнали, что если робот сталкивается с чем-то, что препятствует вращению одного из его колес так же быстро, как другого, то его направление изменится – и эта ошибка со временем увеличивается. На фотографии выше робот проехал 5,7 метра, совершая многочисленные повороты!
Одна задача всегда связана с поиском мусора. В настоящее время захват предназначен для мусора среднего размера. Мы можем научиться:
– Точность робота
– Лучшие способы проезда к обломкам
– Способность захвата
Мы смогли собрать пластиковые бутылки с водой, кофейные чашки, выброшенные теннисные мячи.
Иногда мы сталкиваемся с дефектами и робот ломается, но мы всегда готовы попробовать временно исправить их с помощью клейкой ленты!
4. Наблюдение за окружающей средой
Очень важно быть внимательным к тому, что происходит вокруг робота. Пока мы управляли роботом, один из членов экипажа заметил божью коровку. Мы сразу остановились и начали давать задний ход. Мы определенно не хотим причинять вред природе.
Интересно было наблюдать, как чайка осматривала робота. Он дважды обошел робота по кругу, находясь в непосредственной близости. Затем он попытался «подпрыгнуть» рядом с ним, возможно, чтобы напугать робота. Когда он повернулся и посмотрел на нас, мне остается только гадать, о чем он думал!
5. Подведение итогов
Это одна из моих любимых частей, поскольку мы обсуждаем мысли и наблюдения каждого о полевых испытаниях. Из первых полевых испытаний мы узнали, что важно проводить отчеты на месте, а не в штаб-квартире.
Одна запоминающаяся мысль во время подведения итогов произошла, когда мой друг упомянул о границах между человеческой цивилизацией и природой. Если вы посмотрите на городские города, эта граница невероятно сильна. Но на береговой линии это становится менее выраженным.
Эти мысли невероятно ценны и определяют наш подход к следующим полевым испытаниям и улучшениям, которые являются приоритетными для робота.
Следующий шаг в миссиях роботов - это пилот миссии. Цель - собрать 5 кг мусора с острова Торонто в конце августа. По своему исполнению оно будет похоже на полевые испытания, но будет сосредоточено в первую очередь на этой цели.
Результаты пилотной миссии послужат моделью того, как эти усилия могут быть воспроизведены в местных сообществах.
У нас есть краудфандинговая кампания, в которой вы можете внести свой вклад, чтобы поддержать нас в финансировании пилотной миссии – проверьте это на Kickstarter.
Роботизированная платформа станет надежным подтверждением концептуального дизайна путем ее итерации во время полевых испытаний, ведущих к пилотной миссии. Он будет выпущен с открытым исходным кодом вместе с набором взаимозаменяемых модулей. Задача будет заключаться в том, чтобы воспроизвести робота, используя пластиковый мусор, который мы собираем.
Представьте себе целую флотилию этих роботов на береговой линии! Это повысит эффективность решения этой проблемы посредством ежедневной уборки. Им будет легче добраться до труднодоступных мест. У некоторых будут разные задачи, такие как полив и посадка семян трав, с основной целью сохранения наших природных пространств.
Более широкая цель миссий роботов - дать возможность производителям и защитникам окружающей среды сотрудничать в улучшении окружающей среды - это больше, чем просто роботы. Миссии роботов соответствуют цели № 15 «Жизнь на суше» Целей устойчивого развития ООН.
Это большая проблема, но я верю, что благодаря силе Движения Создателей мы будем двигаться в правильном направлении, чтобы изменить ситуацию.
Присоединяйтесь к нашему путешествию на Facebook и Twitter.
PS: Вот фотография, которую друг смог сделать с сайта Mission Pilot, когда они летели по пути на Maker Faire!