Een octocopter die asfaltshingles op daken kan bevestigen met een schiethamer is gedemonstreerd aan de Universiteit van Michigan.

Dit luchtvoertuig is autonoom, wat betekent dat het het schiethamer op een spijkerpunt plaatst, plaatst de spijker en gaat naar het volgende punt zonder dat er een mens aan het stuur zit.

"Voor mij, de grootste opwinding van dit werk is de erkenning dat autonome, bruikbaar, fysieke interactie en bouwtaken zijn mogelijk met drones, " zei Ella Atkins, een professor in lucht- en ruimtevaarttechniek en robotica.

Ze voegde eraan toe dat taken die het best geschikt zijn voor robotisering "saai, vies en gevaarlijk, " vermoedelijk het verplaatsen van de menselijke beroepsbevolking naar schoner, veiliger en interessanter werk.

Nu al, drones besparen mensen hoge valrisico's door bruggen te inspecteren, windturbines en zendmasten. De natuurlijke volgende stap, volgens Atkins, is om te upgraden van alleen toezicht naar het uitvoeren van fysieke taken.

Het probleem van het vastspijkeren van een dakspaan valt uiteen in verschillende kleinere problemen, waaronder het vertellen aan de octocopter waar de spijkers moeten komen en het activeren van het schiethamer. Het team van Atkins gebruikte een systeem van markeringen en stationaire camera's om de octocopter in staat te stellen zichzelf nauwkeurig in de ruimte te lokaliseren. Ze gebruikten dit systeem om de octocopter te vertellen waar de spijkers moesten komen.

Om het spijkerpistool af te vuren, ze maten eerst de kracht die nodig was om de punt van het schiethamer samen te drukken, die moet worden gedaan voordat een spijker zich zal ontvouwen. Vervolgens, ze schreven software waarmee de octocopter die kracht zou kunnen uitoefenen.

Voor de kant-en-klare versie van dit elektrische schiethamer moet ook een trekker worden ingedrukt, maar het team veranderde dat in een virtuele switch. Deze werd geactiveerd wanneer de octocopter in positie was om een ​​spijker te plaatsen.

Voor nu, de drone is traag in vergelijking met menselijke dakdekkers.

"In eerste instantie we probeerden hogere naderingssnelheden te gebruiken om de spijkertijd te minimaliseren, " zei Matthew Romano, een robotica Ph.D. student en eerste auteur van de paper die werd ingediend bij de International Conference on Robotics and Automation. "Echter, voor die pogingen, de punt van het spijkerpistool stuiterde vaak van het dak, wat betekende dat het ofwel niet zou activeren of dat het op de verkeerde plaats zou activeren."

Echter, Atkins stelt dat het al net zo snel is als zij en haar echtgenoot waren toen ze de eerste spijkers in het huis sloegen dat ze als afgestudeerde studenten hadden vernieuwd.

"Een beginnende dakdekker - die nog nooit op een dak heeft geklommen, die nog nooit een schiethamer hebben gebruikt - ze beginnen langzaam. Dat leerproces, de evolutie van een complete beginner tot succesvol zijn, is iets dat we ook in dit systeem moeten zien, " ze zei.

Naast snelheid, het team identificeerde andere verbeteringen die nodig zouden zijn voor een praktisch systeem. Eerst, het moet worden aangedreven door een ketting in plaats van een batterij. Omdat zowel batterijen als schiethamers zwaar zijn, het systeem kan slechts iets meer dan tien minuten per keer draaien. Een ketting zou het mogelijk maken om voor onbepaalde tijd te werken. En met een luchtleiding die langs de stroomkabel loopt, het schiethamer zou een effectiever pneumatisch model kunnen zijn.

Ook, een systeem van camera's en markeringen is ingewikkelder dan een dakdrone eigenlijk nodig zou hebben. Gordelroos is gemarkeerd met een glanzende plakstrip, naast het kleurverschil tussen het blootgestelde oppervlak en het gedeelte dat onder de volgende laag gordelroos ligt.

"Het zou vrij eenvoudig zijn om een ​​camerasysteem op de octocopter te monteren dat zowel de oriëntatie van de dakspaan als zijn positie begrijpt, ' zei Atkins.

Een paper over dit werk, getiteld, "Geslaagd:autonome dakbedekking met een met schiethamer uitgeruste octocopter, " wordt ingediend bij de International Conference on Robotics and Automation en wordt op de arXiv preprint-server geplaatst.