Трансляционный дрейф
Трансляционный дрейф (англ. translational drift) — термин в робототехнике, имеющий два основных значения. В навигации он означает накопление ошибки при оценке линейного положения робота в пространстве[1].
В контексте боевых роботов, которому посвящена данная статья, это форма передвижения, также известная как melty brain или tornado drive[2][3]. При таком способе движения весь корпус робота вращается для атаки, одновременно смещаясь в заданном направлении за счёт модуляции мощности двигателей[4].
Принцип работы
Данный принцип применяется к вращающимся роботам, у которых приводные колёса обычно включены на протяжении всего движения, что приводит к увеличению вращательной энергии, запасаемой для разрушительного эффекта, но, при идеальной симметрии, не даёт чистого поступательного ускорения.
Принцип работы заключается в модуляции мощности, подаваемой на ведущие колёса в определённые моменты вращения корпуса[5]. В то время как постоянная работа двигателей обеспечивает вращение всего робота для атаки, кратковременное изменение тяги на одном или нескольких колёсах в определённом секторе оборота создаёт результирующий вектор силы, который смещает центр масс робота в заданном направлении. Для ориентации в пространстве и реализации команд оператора система управления, как правило, использует акселерометр для отслеживания положения корпуса. Часто светодиод или другой маркер используется для визуального обозначения условного «переда» робота, мигая один раз за оборот. Это позволяет оператору задавать направление движения с пульта дистанционного управления, а бортовой контроллер преобразует эти команды в точную модуляцию мощности двигателей.
Преимущества использования трансляционного дрейфа включают снижение массы, необходимой для выделения под оружие, поскольку оно интегрировано в приводную систему.
К недостаткам относятся сложность конструкции, стоимость и зависимость от приводной системы.
История
Ранее такие роботы классифицировались как «сидящие и вращающиеся» (sit-and-spin) и зависели от противника, чтобы нанести урон. Так как это считалось менее агрессивным (что часто учитывается при судействе), чем то, что могли сделать роботы с вращающейся оболочкой, закреплённой поверх привода, популярность таких конструкций в большинстве соревнований снизилась.
Первым роботом, попытавшимся использовать данную технологию, стал Blade Runner — средневес, построенный Ильёй Поляковым для первых пяти сезонов шоу BattleBots на Comedy Central. Однако технология не работала так, как планировалось. Лёгкий двухколёсный робот-молот Herr Gepoünden реализовал подобный подход в последнем сезоне BattleBots. Первым симметричным роботом современного типа (полностью вращающийся корпус), добившимся успеха с этой технологией, был CycloneBot, принимавший участие в Steel Conflict 4[6]. Самым успешным тяжеловесом, полностью полагавшимся на трансляционный дрейф как на основное оружие, стал Nuts 2, занявший третье место в десятой серии Robot Wars[7].
В последующие годы технология продолжала развиваться, в основном в более лёгких весовых категориях. В 2018 году на соревнованиях Insomnia63 был представлен робот полулёгкого веса (13,7 кг) Take Cover[8]. Значительным достижением стала победа робота Project LiftOff на турнире американской лиги National Havoc Robot League (NHRL) в 2021 году. Он стал первым роботом с системой «melty brain», выигравшим крупный турнир в этой лиге[9].
Несмотря на эти успехи, в тяжёлом весе технология применяется редко из-за высокой сложности в реализации и настройке[10]. В период с 2022 по 2024 год ни один из победителей крупнейших чемпионатов, таких как BattleBots или «Битва роботов», не использовал трансляционный дрейф, поскольку команды отдают предпочтение более надёжным и проверенным конструкциям[11][12][13][14].
Open Melt
Open Melt — это платформа с открытым исходным кодом на базе Arduino для создания и управления роботами, использующими трансляционный дрейф («melty brain»)[15]. Программный код оригинального проекта распространяется под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike[16].
Правила в различных соревнованиях
Правила соревнований по боям роботов существенно различаются в зависимости от лиги, что напрямую влияет на допустимость конструкций с трансляционным дрейфом. В правилах американского шоу BattleBots (версия 2022 года) указано, что каждый робот должен иметь активное оружие. Система, в которой движение и оружие объединены, как в случае с трансляционным дрейфом, не соответствует этому требованию, что делает участие таких роботов практически невозможным[17][18].
В то же время другие лиги более лояльны к подобным конструкциям. Например, в британском шоу Robot Wars (сезоны 2016—2018 годов) вращение всего корпуса робота (full-body spinner) официально считалось активным оружием, что позволяло им успешно участвовать в соревнованиях[19][20]. Аналогично, в американской лиге National Havoc Robot League (NHRL) роботы с системой «melty brain» допускаются к участию и добиваются успехов: в 2021 году робот Project LiftOff стал первым в своём роде, выигравшим турнир NHRL.
Примечания
Литература
- Mark Clarkson. Battlebots: The Official Guide : [англ.]. — McGraw-Hill/Osborne, 1 января 2002. — P. iii. — ISBN 9780072224252.