Disney Research Robotics desarrolla la unidad híbrida de próxima generación
Un grupo de ingenieros robóticos de Disney Research e especialistas entusiastas invitados crearon un robot con una nueva generación de unidades hidrostáticas que permiten una simulación sorprendentemente precisa y fluida de los movimientos humanos. Los accionamientos innovadores que combinan elementos neumáticos e hidráulicos en el diseño pueden proporcionar los movimientos del robot con una precisión de movimientos significativamente mayor, la capacidad de capturar y sostener delicadamente objetos frágiles.Hay dos tipos principales de sistemas motores que apoyan la actividad motora del robot: neumático e hidráulico. Cada uno de ellos tiene sus propias ventajas únicas, pero también enfrenta una serie de limitaciones técnicas que, en última instancia, determinan el nivel de retroalimentación y el control de los movimientos realizados por el robot.Por lo tanto, los sistemas hidráulicos dan fuerza a cualquier máquina Hércules, proporcionan una precisión de movimientos suficientemente alta y brindan oportunidades para la implementación y configuración flexible de retroalimentaciones. Al mismo tiempo, tales sistemas no son compactos y pesados, dependen 100% de fuentes de energía externas. Un sistema neumático simple y confiable no requiere una fuente de alimentación externa, pero impone restricciones bastante serias en el diseño de las rutas de cables y motores, demuestra una mala calidad de retroalimentación y ofrece un mínimo de opciones de control. Los sistemas eléctricos, de acuerdo con el nivel de capacidades reveladas, ocupan una posición intermedia.Un grupo de investigadores de Disney Research, que creó un disco híbrido, ya está bastante familiarizado con la comunidad profesional para crear robots utilizando las tecnologías más avanzadas, incluyendo Microsoft Kinect, Xtion Pro Live de ASUS y otros. Los ingenieros de la compañía presentaron su robot, que está lanzando hábilmente bolas con humanos, en 2012 añoOtro ejemplo es el robot de ingenieros japoneses, capaz de hacer juegos malabares precisos y rápidos con una mano, demostrado por los desarrolladores en la Conferencia Internacional IEEE 2012 sobre Robótica y Automatización (Conferencia Internacional IEEE 2012 sobre Robótica y Automatización, ICRA).Ahora, un equipo de ingenieros de Disney Research liderado por John P. Whitney de la Northeastern University ha desarrollado una unidad hidráulica-neumática única que combina las ventajas de los sistemas neumáticos e hidráulicos que todavía se usan por separado. En el nuevo accionamiento, en lugar de uniones totalmente controladas por un par de válvulas hidráulicas, el movimiento en una dirección determinada se realiza mediante sistemas hidráulicos, y el retorno a su posición original se realiza mediante neumáticos. Esta solución nos permitió simplificar significativamente el diseño del variador y utilizar las capacidades de la neumática, actuando como un amortiguador adicional, para proporcionar movimientos con mayor suavidad y naturalidad.
El accionamiento híbrido propuesto por los ingenieros utilizaba un solo motor, el sistema hidráulico se facilita enormemente. Como resultado, todo el diseño resultó ser rápido, fácil y preciso. Otra ventaja del sistema híbrido propuesto en comparación con los sistemas robóticos que funcionan con sistemas hidráulicos limpios es la ausencia de una dependencia estricta de la fuente de alimentación. El suministro residual de aire comprimido en la parte neumática del sistema puede realizar una cantidad limitada de trabajo útil. Por lo tanto, un robot cirujano con accionamientos similares en caso de falla del complejo del laboratorio de alimentación podrá devolver el brazo con el instrumento a su posición original, liberando el acceso del cirujano humano al cuerpo del paciente.Para las pruebas de banco, los ingenieros prepararon el prototipo de sistema híbrido más simple sin extremidades inferiores. La parte superior del robot humanoide tiene dos manipuladores con cuatro grados de libertad para cada uno. Se instalan cámaras estereoscópicas en miniatura en la cabeza del robot, lo que brinda al robot la posibilidad de contacto visual con el entorno y, en el caso de cambiar a control remoto, la capacidad de transmitir una imagen de la realidad a un operador humano.El control remoto del robot es posible gracias a los controladores portátiles especiales que brindan retroalimentación. Con un casco de realidad virtual, el operador, por lo tanto, "borra la línea" entre él y el robot. Este último en este caso repite con precisión los movimientos de la persona, y la persona ve todo lo que sucede frente al ojo de la cámara del robot. La precisión de la repetición de movimientos y la resolución de la retroalimentación es tal que una persona que usa las manos de un robot podrá enhebrar una aguja en el ojo y realizar manipulaciones ultra precisas similares. Al mismo tiempo, la velocidad de movimiento, la velocidad de reacción y el nivel de coordinación serán suficientes para realizar manipulaciones rápidas: atrapar la pelota lanzada, etc.
"Las nuevas unidades híbridas le dan al robot una suavidad y velocidad de movimiento increíbles, lo que le permite manipular objetos frágiles, interactuar con personas o animales y realizar operaciones muy delicadas", dijo Jessica Hodgins, vicepresidenta de Disney Research y profesora de robótica en la Universidad Carnegie. Melone, - “Ahora el robot solo puede funcionar con la ayuda del control remoto. Pero él puede, mientras mantiene todos los parámetros del movimiento mecánico, actuar en modo automático. Y el trabajo en esta dirección ya lo están realizando nuestros especialistas ".Los desarrolladores tienen la intención de contar con más detalle sobre las nuevas unidades híbridas, sus características y perspectivas de uso en robótica en la Conferencia Internacional IEEE sobre Robótica y Automatización ICRA 2016 (Conferencia IEEE sobre Robótica y Automatización) en Estocolmo.Fuente
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Source: https://habr.com/ru/post/es394609/
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