סטודנט בטכניון פיתח אופנוע שלא נופל

אורי ננר, סטודנט לתואר שני בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון, הצליח לבנות אופנוע שאינו נופל. באופנוע שולט מחשב המופעל על ידי חיישנים. הפרוייקט בוצע בהנחיית ד"ר רפי לינקר ופרופסור פר אולוף גוטמן.

"מחשב האופנוע מקבל באופן שוטף קריאות משני חיישנים", הוא מסביר. "חיישן זוית הטיה (חיישן דינמי המשלב שני מדי תאוצה וג'יירוסקופ) וחיישן מהירות הטיה (ג'יירוסקופ). בנוסף מריץ המחשב אלגוריתם בקרה המבוסס על משוואות התנועה של האופנוע, ובהתאם לקלט מהחיישנים ומהמשתמש מפעיל את המנועים השולטים במצערת הגז ובבלם, ובנוסף מפעיל את המנוע השולט בהיגוי, על מנת לבצע מה שמכונה היגוי הפוך (counter steering)".

היגוי הפוך, מסביר אורי ננר, הוא הדרך היחידה להגות כלי רכב דו גלגלי או אופנוע. "אף שרובנו לא מודעים לכך, אנו מבצעים זאת באופן תת הכרתי בעת רכיבה על אופניים", הוא אומר. "היגוי הפוך פירושו שתהליך הפנייה בכלי רכב דו גלגלי מתחיל בהפניית הכידון לכיוון ההפוך. אם אני רוצה לפנות שמאלה, עלי לסובב את הכידון תחילה ימינה, לזמן קצר. הדבר נובע מכך שכדי לבצע פנייה, רכב דו גלגלי חייב להימצא בהטייה, אחרת ייפול".

כפלטפורמת בסיס לפרוייקט נבחר קטנוע 50 סמ"ק, שהיה "זרוק" בחצר הפקולטה להנדסה חקלאית לשעבר. ננר חתך אותו לשני חלקים. החלק האחורי כלל את השילדה, המנוע, הזרוע האחורית והגלגל האחורי. החלק הקידמי כלל את ציר ההיגוי והגלגל הקדמי. החלקים נמדדו ונשקלו, נמצאו מרכזי המסה שלהם ונבנה מודל ממוחשב על ידי הסטודנט אנטון זאק. בעזרת המודל הממוחשב נמצאו מומנטי האינרציה של שני החלקים ושל האופנוע כולו. הפרמטרים הללו הוזנו לתוך משוואות התנועה של האופנוע לקבלת מודל דינמי עבור האופנוע. על בסיסי מודל זה תוכנן אלגוריתם בקרה רובסטי. לאחר סימולציות מוצלחות נערכו ניסויים מוצלחים, ואכן - האופנוע "סירב" ליפול, גם כאשר נסע לבדו ונדחף בחוזקה מצידיו על ידי אנשים.