Tańsze złącza i cyfry przybliżają rewolucję robotów

Humanoidalny robot Atlas, zaprezentowany w zeszłym roku przez Boston Dynamics, firmę przejętą później przez Google, jest cudem. Może wspinać się po gruzach i obsługiwać elektronarzędzia. Ale te umiejętności nie są tanie. Atlas ma cenę znacznie powyżej miliona dolarów i zużywa około 15 kilowatów energii elektrycznej podczas pracy, co oznacza wysokie rachunki za prąd dla właściciela i ogranicza jego praktyczność. To wystarczy, by zasilić mały blok miejski, mówi Alexander Kernbaum, inżynier ds. badań w agencji badawczej non-profit SRI Międzynarodowy . Mówi, że aby być naprawdę praktycznym, Atlas musi być wielokrotnie wydajniejszy.

Pomocna dłoń : Nowy rodzaj sprzęgła elektrostatycznego firmy SRI sprawia, że ​​ten projekt jest około 10 razy tańszy niż poprzednie roboty ręczne, które mogą kosztować 35 000 USD lub więcej.

Kernbaum jest częścią zespołu w SRI, który niedawno rozpoczął pracę nad tym problemem na podstawie umowy z DARPA, agencją badawczą Pentagonu (sam Atlas został zbudowany dzięki finansowaniu DARPA). Zespół ma na celu ponowne przemyślenie projektu robota, aby zachować jego możliwości, ale jednocześnie zmniejszyć jego zużycie energii co najmniej 20-krotnie, dorównując mu poziomowi kuchenki mikrofalowej.

SRI nie będzie mówić o tym, jak to zostanie zrobione. Ale ogólnym podejściem będzie zastąpienie energochłonnej hydrauliki, która porusza przegubami Atlasa, mniejszą liczbą lżejszych, wydajniejszych i tańszych komponentów elektrycznych, które mogą osiągnąć to samo.

Ponowne przemyślenie komponentów wykorzystywanych w zaawansowanych prototypach, takich jak Atlas, w celu zmniejszenia kosztów i zużycia energii, stało się głównym celem badań robotyki, ponieważ inżynierowie starają się wreszcie, aby te maszyny uciekły z laboratorium, mówi Rich Mahoney, dyrektor ds. robotyki w SRI. „Dostaliśmy rzeczy, które są przeprojektowane, ponieważ nie było bodźca do niskich kosztów i dobrego projektu”, mówi.

Przez długi czas naukowcy skupiali się na prostym odpowiadaniu na podstawowe pytania, czy można zbudować funkcjonujące, zwinne humanoidy, mówi Mahoney. Byliśmy w domenie „Czy to możliwe?” Mówi, że na to pytanie udzielono już odpowiedzi, więc nadszedł właściwy czas, aby obniżyć koszty komponentów wykorzystywanych w wyrafinowanych nogach, ramionach i dłoniach robotów, czyniąc je przystępnymi dla małych przedsiębiorstw, a nawet konsumentów. Manipulacja jest teraz po prostu niedostępna na tym poziomie, mówi Mahoney. Ale może być. Twierdzi, że tańsze komponenty umożliwiłyby humanoidom takim jak Atlas stać się standardowymi narzędziami bezpieczeństwa w miejscach takich jak platformy wiertnicze. Zamiast „W przypadku awaryjnego stłuczenia szkła” i jest siekiera, byłby humanoid.

Zwinne palce: Ta trójpalczasta dłoń wykonana przez iRobot może używać swoich gwoździ do podnoszenia małych przedmiotów. Można to zrobić za około 3000 USD lub mniej.

Bardziej bezpośrednio, te postępy mogą pomóc rynkowi, którego Melonee Wise, dyrektor generalny i współzałożyciel Nieograniczona robotyka , nazywa robotykę usługową. Mówi, że to wtedy, gdy zaczynasz patrzeć na robota wykonującego zadania na skalę ludzką. Oznacza to konieczność wyczuwania i manipulowania w skomplikowany sposób w złożonej przestrzeni roboczej, na przykład do przenoszenia puszek w lodówce.

Przykładowym dzieckiem tego rodzaju robotyki jest Baxter, robot z dwoma ramionami i prostymi chwytakami, który może pracować w fabrykach obok ludzi (patrz Ten robot może przekształcić produkcję). Firma Wise'a produkuje robota mobilnego o wartości 35 000 USD, zwanego URB-1, który ma jedno ramię. Podobnie jak Baxter, jest przeznaczony do pracy z ludźmi w magazynach i innych miejscach pracy (patrz To może być model T robotów w miejscu pracy ). Zarówno Baxter, jak i URB-1 mogą wiele zdziałać z prostymi chwytakami i dzisiejszą technologią ramion, mówi Wise. Jednak możliwość korzystania z tańszych lub bardziej wydajnych technologii byłaby znaczącym impulsem dla robotów przeznaczonych do miejsc pracy dla ludzi.

Kilka tanich robotycznych rąk wyłoniło się niedawno z innego programu DARPA o nazwie ARM-H. Osiągając większą złożoność przy niższych kosztach, te ręce mogą pomóc robotom Baxter lub Unbounded w wykonywaniu nowych zadań. Producent robotów Roomba iRobot współpracował z Harvardem i Yale, aby stworzyć trójpalczastą rękę, która może zrobić wszystko, od trzymania piłki do koszykówki po podnoszenie klucza leżącego płasko na stole.

Gdyby została wykonana w ilościach kilku tysięcy, ręka powinna kosztować około 3000 dolarów, mówi Mark Claffee, główny inżynier robotyki w firmie iRobot , która produkuje również roboty wojskowe i teleobecnościowe. To dramatyczna zmiana, mówi Claffee, ponieważ obecna stawka za zrobotyzowaną rękę o podobnych możliwościach zaczyna się od około 35 000 USD.

Jednym ze sposobów, w jaki iRobot obniżył koszty, było zastosowanie gumy w stawach dłoni, wprowadzając sprężystość, która pozwala mu dobrze chwycić coś bez określania pozycji każdego palca dokładnie dla różnych przedmiotów. Obcięto również koszty, dając dłoni tylko trzy palce. Został zaprojektowany tak, aby trzy cyfry razem mogły coś uchwycić, a dwie mogą być przeciwne do manipulowania mniejszymi obiektami.

Wierzymy, że manipulacja zmieni zasady gry, mówi Claffee. Wyobraź sobie platformę teleobecności taką jak nasza Ava 500 który pewnego dnia może coś podnieść. Obecnie pracuje nad zastosowaniem niektórych z tych samych technik projektowania, które stosuje się w przypadku palców, do ramion robota.

Claffee twierdzi, że prace umożliwią robotom funkcjonowanie w znacznie bardziej chaotycznych środowiskach niż Baxter. Te roboty są sprawne, ale drogie i koncentrują się na zastosowaniach przemysłowych, mówi Claffee. Aby dotrzeć do konsumentów, musimy znacznie obniżyć koszty i manipulować środowiskami ludzkimi, które są znacznie mniej ustrukturyzowane.

SRI wzięła również udział w programie ARM-H i stworzyła własną, niedrogą robotę. Ta ręka wykorzystuje tańszy, lżejszy i wydajniejszy mechanizm sprzęgła; wykorzystuje siły elektrostatyczne do zablokowania złącza w miejscu. Powszechne stosowanie sprzęgieł pozwala na sterowanie wszystkimi trzema przegubami jednego palca przez jeden silnik.

Może to prowadzić do rozwiązań manipulacyjnych poniżej tysiąca dolarów, co sprawia, że ​​ten rodzaj robotyki jest bardziej dostosowany do domeny konsumentów, mówi Mahoney, wskazując, że małe roboty powietrzne i naziemne są już dostępne dla konsumentów, częściowo dzięki boomowi na smartfony. Jeśli Mahoney i inni mają rację, tanie, ale sprawne ręce i kończyny robota mogą stać się przystępne cenowo.

ukryć