В рамках проекта, поддерживаемого Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), Sandia разрабатывает технологию, которая значительно повысит выносливость роботов на ногах, помогая им работать в течение длительного времени, выполняя типы передвижения, наиболее подходящие для сценариев реагирования на бедствия.Один из новых роботов Sandia, демонстрирующих эту технологию, будет продемонстрирован на выставке, которая будет проводиться в рамках финала DARPA Robotics Challenge в июне следующего года.По мере приближения финала некоторые из самых передовых организаций, занимающихся исследованиями и разработками робототехники, стремятся разработать роботов для реагирования на чрезвычайные ситуации, которые могут выполнять ряд задач, определенных DARPA.
Конкурирующие роботы столкнутся с ухудшенной физической средой, которая имитирует условия, которые могут возникнуть в результате стихийных бедствий или антропогенных катастроф. Многие роботы будут ходить на ногах, чтобы преодолевать труднопроходимую местность.
Роботы Sandia не будут участвовать в финале в июне следующего года, но в конечном итоге они могут помочь роботам-победителям продлить срок службы батареи до тех пор, пока их работа по спасению жизни не будет завершена.«Мы продемонстрируем, насколько энергоэффективными могут стать двуногие шагающие роботы. Повышенная эффективность может позволить роботам, аналогичным используемым для соревнований, работать в течение гораздо более длительных периодов времени без подзарядки батарей», — сказал руководитель проекта Стив Бюргер из отдела управления интеллектуальными системами Sandia. .Батарейки должны хватить на роботов аварийного реагирования
Срок службы батареи — важный фактор, влияющий на полезность роботов для аварийного реагирования.«У вас может быть самый большой, самый крутой, самый крепкий робот на планете, но если время его работы от батареи составляет 10 или 20 минут, как многие из них сейчас, этот робот не сможет функционировать в чрезвычайной ситуации, когда на карту поставлены жизни», — сказал Бюргер.Первый робот Sandia, разрабатываемый в поддержку проекта DARPA Challenge, известен как STEPPR для исследования по продвижению эффективных прототипов передачи Sandia. Это полнофункциональная исследовательская платформа, которая позволяет разработчикам опробовать различные механизмы на уровне суставов, такие как локти и колени, для определения количества потребляемой энергии.
Второй робот Сандии, WANDERER для шагающего антропоморфного робота с новым приводом для экстренного реагирования, будет более оптимизированным и лучше упакованным прототипом.
Энергоэффективные приводы — ключ к испытаниямКлючом к испытаниям являются новые энергоэффективные приводы Sandia, которые приводят в движение суставы роботов.
В системе привода используются эффективные бесщеточные двигатели постоянного тока с очень высоким отношением крутящего момента к массе, очень эффективные трансмиссии с низким передаточным числом и специально разработанные пассивные механизмы, адаптированные для каждого сустава, для обеспечения энергоэффективности.«Мы пользуемся преимуществами динамических характеристик, которые являются общими для самых разных моделей поведения ножек, и добавляем набор« опорных элементов », включая пружины и регулируемые трансмиссии, которые позволяют двигателям работать в более эффективных условиях скорости-крутящего момента, снижая потери», — сказал он. — сказал Бюргер.По словам Бюргера, электродвигатели особенно неэффективны при передаче большого крутящего момента на низких скоростях, например, приседающему роботу. Простой опорный элемент, такой как пружина, будет обеспечивать крутящий момент, уменьшая нагрузку на двигатель.
«Опорные элементы также позволяют роботам саморегулироваться при изменении поведения. Например, когда они переходят с горизонтальной ходьбы на подъем в гору, они могут вносить тонкие корректировки в динамику своих суставов, чтобы оптимизировать эффективность в новых условиях», — сказал Бюргер.Роботы должны адаптироваться к различным условиям, ожидаемым в сценариях аварийного реагирования.«Некоторые конструкции роботов на ножках чрезвычайно эффективны при ходьбе по ровной поверхности, но работают крайне неэффективно в других условиях или не могут ходить по разным типам местности.
Роботам нужна система срабатывания, чтобы обеспечить эффективное передвижение в самых разных условиях», — сказал Бюргер. «Вот на что способны регулируемые опорные элементы».Раннее тестирование показало, что STEPPR работает эффективно и тихо.«Шум — это потеря энергии, поэтому бесшумность идет рука об руку с эффективностью. Большинство роботов издают много шума, и это может быть серьезным недостатком для некоторых приложений», — сказал Бюргер.
Электроника роботов, определенное программное обеспечение, которое будет опубликованоЭлектроника и низкоуровневое программное обеспечение STEPPR и WANDERER разрабатываются Фондом робототехники с открытым исходным кодом.
Проекты будут опубликованы, что позволит инженерам и дизайнерам со всего мира воспользоваться преимуществами достижений.Флоридский институт человеческого и машинного познания разрабатывает энергоэффективные алгоритмы управления ходьбой для обоих роботов.
Массачусетский технологический институт и компания Globe Motors также вносят свой вклад в проект.Видео: https://www.youtube.com/watch?v=ze24f9Hkrgwfeature=youtu.be
