Adaptación de la no observabilidad para controlar la actitud de vuelo con flujo óptico

Área de la Ciencia:

• La robótica
• Ingeniería bioinspirada
• Sistemas de control

Sus antecedentes:

• Los robots voladores suelen utilizar acelerómetros para la estimación de la actitud.
• Los insectos voladores carecen de un claro sentido de la gravedad, y sus mecanismos de estabilización de la actitud no se comprenden completamente.
• La dependencia de los insectos en la estimación de la gravedad interna para el control de la actitud sigue sin estar clara.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la estimación de la actitud del flujo óptico combinado con un modelo de movimiento en ausencia de un sentido de gravedad.
• Analizar la estabilidad de dicho sistema de control, especialmente durante condiciones no observables.
• Explorar el potencial de pilotos automáticos sin acelerómetro en robots a escala de insectos y hacer hipótesis sobre el control de actitud de los insectos.

Principales métodos:

• Desarrollo de un sistema de control que extraiga la actitud del flujo óptico y un modelo de movimiento que relacione la actitud con la dirección de aceleración.
• Analizar la estabilidad del sistema, incluidas las condiciones de no observabilidad.
• Llevar a cabo experimentos con robots voladores y robots con alas de inspiración biológica para validar el enfoque.

Principales resultados:

• La actitud se puede extraer del flujo óptico y un modelo de movimiento, incluso con inobservabilidad temporal.
• El sistema de control demuestra un control de actitud estable, aunque ligeramente oscilante, en los robots voladores.
• Las oscilaciones de alta frecuencia en los robots con alas batidoras mejoran la observabilidad de la actitud.

Conclusiones:

• Se presenta un nuevo enfoque para el control de la actitud utilizando modelos ópticos de flujo y movimiento, que ofrece una alternativa potencial a los acelerómetros.
• Este método permite un control de vuelo estable en los robots y proporciona información sobre la dinámica de vuelo de los insectos.
• Los hallazgos apoyan el desarrollo de robots voladores autónomos a escala de insectos y generan hipótesis para la estimación y el control de la actitud de los insectos.