Ballbot: инновационные BDV вместо электросамокатов и велосипедов

Международная группа исследователей разработала передовую систему управления для баллбот-приводных микромобильных транспортных средств (BDV), которая обещает изменить будущее городского транспорта. Новая технология предлагает более безопасные, надежные и адаптируемые платформы для перевозки одного пассажира.

Исследование под руководством профессора Нгуен Суан-Мунга из Университета Седжон проводилось совместно с коллегами из Кореи, Вьетнама, Великобритании и Австралии. Работа была опубликована в IEEE Transactions on Intelligent Vehicles.

Решение ключевых проблем городской мобильности

Микромобильные средства передвижения, такие как электросамокаты и велосипеды, долгое время сталкивались с ограничениями в устойчивости, адаптируемости и производительности при внешних воздействиях. Исследовательская группа сосредоточилась на BDV — компактных самобалансирующихся роботах, способных перевозить пассажиров в crowded и ограниченных пространствах.

В работе решались три основные задачи:

• Компенсация воздействия внешних disturbances на балансировку и отслеживание траектории

• Повышение устойчивости к неопределенностям, изменениям положения и внезапным ударам

• Демонстрация реализуемости через реальные эксперименты

Инновационная гибридная система управления

В основе прорыва лежит Комбинированная Система Управления (CCS), которая интегрирует методы Partial Feedback Linearization (PFL) и Sliding Mode Control (SMC). Это первая подобная комбинированная framework, предложенная для BDV.

Команда также представила интеллектуальный гибридный контроллер DOB-CCS, оснащенный Наблюдателем Возмущений (DOB) для адаптивного гашения ударов. Новая система доказала способность сохранять стабильность даже в экстремальных условиях.

Реальные испытания: устойчивость к ударам

В отличие от большинства предыдущих исследований, ограниченных simulations, данная работа включала extensive реальные испытания. В одном из экспериментов платформа BDV выдержала мощный удар силой около 300 Н. Несмотря на резкие углы наклона, транспортное средство стабилизировалось в течение семи секунд.

В другом тесте команда оценила производительность отслеживания траектории. Результаты показали, что DOB-CCS снизил показатели ошибок почти на 7,8% по сравнению с базовым контроллером.

Практическое применение

Исследование указывает на широкий спектр практических применений BDV. Благодаря своей стабильности, компактности и маневренности в tight spaces, они могут служить безопасной альтернативой самокатам и велосипедам. Потенциальные области применения включают городские поездки, а также использование в ресторанах, больницах и торговых центрах в качестве сервисных роботов.