En oktokopter som kan fästa asfaltbältros på tak med en spikpistol har demonstrerats vid University of Michigan.

Detta flygfordon är autonomt, vilket betyder att den placerar spikpistolen på en spikpunkt, placerar spiken och flyttar till nästa punkt utan att behöva en människa vid kontrollerna.

"För mig, den största spänningen i detta arbete är att inse att autonoma, användbar, fysisk interaktion och konstruktionsuppgifter är möjliga med drönare, sa Ella Atkins, professor i flygteknik och robotik.

Hon tillade att uppgifter som är bäst lämpade för robotisering sägs vara "tråkiga, smutsigt och farligt, "förmodligen flyttar den mänskliga arbetsstyrkan till renare, säkrare och mer intressanta jobb.

Redan, drönare besparar människor några fallrisker med höga insatser genom att inspektera broar, vindkraftverk och celltorn. Det naturliga nästa steget, enligt Atkins, är att uppgradera från enbart övervakning till att utföra fysiska uppgifter.

Problemet med att spika fast en bältros delas upp i flera mindre problem - bland dem att tala om för oktokoptern var spikarna ska gå och utlösa spikpistolen. Atkins team använde ett system av markörer och stationära kameror för att göra det möjligt för oktokoptern att exakt lokalisera sig själv i rymden. De använde detta system för att tala om för oktokoptern var naglarna skulle gå.

För att avfyra spikpistolen, de mätte först kraften som behövdes för att komprimera spetsen på spikpistolen, vilket måste göras innan en spik fälls ut. Sedan, de skrev mjukvara som skulle göra det möjligt för oktokoptern att använda den kraften.

Den hylla-versionen av denna elektriska spikpistol kräver att en avtryckare också komprimeras, men teamet gjorde det till en virtuell switch. Detta aktiverades när oktokoptern var i position för att placera en spik.

Tills vidare, drönaren är långsam jämfört med mänskliga takläggare.

"Initialt, vi försökte använda snabbare inflygningshastigheter för att minimera spikningstiden, sa Matthew Romano, en robotik Ph.D. student och första författare på uppsatsen som lämnats in till den internationella konferensen om robotik och automation. "Dock, för dessa försök, spikpistolspetsen studsade ofta från taket, vilket innebar att det antingen inte skulle triggas eller så skulle det triggas på fel ställe."

Dock, Atkins hävdar att det redan är lika snabbt som hon och hennes make var när de satte de första spikarna i huset som de lade om som doktorander.

"En nybörjare takläggare - som aldrig har klättrat på ett tak, som aldrig har använt en spikpistol – de börjar långsamt. Den inlärningsprocessen, utvecklingen från att de var en fullständig nybörjare till att bli framgångsrika, är något som vi måste se i det här systemet också, " Hon sa.

Förutom hastighet, teamet identifierade andra förbättringar som skulle behövas för ett praktiskt system. Först, den bör drivas av tjuder snarare än batteri. Eftersom både batterier och spikpistoler är tunga, systemet kan bara köras i lite mer än tio minuter åt gången. En tjuder skulle göra det möjligt för den att köras på obestämd tid. Och med en luftledning som löper längs strömkabeln, spikpistolen skulle kunna vara en mer effektiv pneumatisk modell.

Också, ett system med kameror och markörer är mer komplicerat än vad en takdrönare faktiskt skulle behöva. Bältros är märkta med en glänsande självhäftande remsa, förutom färgskillnaden mellan den exponerade ytan och den del som ligger under nästa lager av bältros.

"Det skulle vara ganska enkelt att ha ett kamerasystem monterat på oktokoptern som förstår både singelns orientering och dess position, sa Atkins.

Ett papper om detta arbete, betitlad, "Nailed it:Autonom takläggning med en spikpistolutrustad oktokopter, " skickas till International Conference on Robotics and Automation och läggs upp på arXiv preprint-server.