Выносливые роботы выходят на старт

Многие современные роботы могут ходить или даже бегать, как это делает робот Гепард от Boston Dynamics, но, можно сказать, что большинству из них не хватает выносливости. Завершившийся недавно конкурс DARPA Robotics Challenge (DRC) был как раз задуман и с целью поощрения конкуренции в разработке выносливых автономных роботов, без внешнего источника питания.

Как говорит Ричи Махони, директор SRI Robotics, роботы - это не электромобили. Аккумуляторные батареи сегодня не проблема, емкости стандартных литий-ионных блоков достаточно в большинстве случаев. Задача заключается в совершенствовании эффективности механической конструкции и программного обеспечения.Проблема повышения выносливости определяется не только длительностью работы системы сервоприводов от встроенного аккумулятора. Задача заключается в создании полностью эффективной конструкции, которая позволяла бы роботу не просто ходить, а обеспечивала бы возможность перемещения, практически, по любой местности.

Первый демонстрировавшийся на конкурсе робот был разработан лабораторией Sandia в рамках проекта DARPA по созданию более энергоэффективных роботов. Робот, называемый STEPPR (Sandia Transmission Efficient Prototype Promoting Research), выполнен на основе экспериментальной платформы, которая позволяет разработчикам испытывать различные типы механизмов сочленений.

STEPPR выполнен на основе опыта, полученного при работе над WANDERER (Walking Anthropomorphic Novelly Driven Efficient Robot for Emergency Response). Теперь полученные ранее наработки упакованы в более эффективную конструкцию STEPPR. В новом роботе использованы бесщеточные двигатели постоянного тока с очень высоким соотношением мощности к весу, трансмиссия с низким передаточным числом в сочетании с низким коэффициентом трения в сочленениях и опорные элементы для повышения эффективности. По заявлению Sandia, бесшумная работа механизма является еще одним фактором повышения длительности работы от батарей, хотя, на самом деле, в данном случае это уже следствие эффективной конструкции с низким трением между элементами.

Вторым роботом от SPI в демонстрации на выносливость был PROXI, который на DRC был показан впервые. Он представлен, как в 20 раз более эффективный, в сравнении с сегодняшними роботами-гуманоидами, и способный на одной зарядке аккумулятора ходить до восьми часов. Весь подтянутый, от подпружиненных лодыжек до торсиометрических сочленений, PROXI имеет пока только базовую конструкцию из туловища и ног, весом 100 кг, емкость аккумулятора составляет 2,2 кВт х час. Он может быть оснащен руками и головой с разнообразными датчиками.

Как говорит Махони, реальные преимущества новых двигателей, силовых алгоритмов, материалов, как правило, позволяют более эффективно перемещаться и использовать энергию. PROXI разработан, как экспериментальный робот с открытым исходным кодом для ПО, хотя некоторые его элементы имеют практическое применение.

Махони говорит, что гуманоидные роботы имеют важное значение, потому что их можно использовать в среде обитания человека, благодаря человекоподобной конструкции их интуитивно легче контролировать. Он считает роботов частью новой промышленной революции и своего рода материальным интернетом, который позволит предоставить людям по всему миру ряд услуг, которые в настоящее время недоступны для них. Он считает, что роботы получат повсеместное распространение в течение пяти лет, хотя и не в гуманоидой форме, а скорее всего в качестве компонентов и оборудования на предприятиях, в больницах, ресторанах, офисах и дома.

«SPI находится на переднем крае разработок роботов-манипуляторов, применяет новые технологии компонентов, чтобы расширить сферу применения для робототехники», - говорит Махони. "Мы уделяем повышенное внимание трем ключевым областям, которые позволят создать новое поколение роботов – дешевые, высокопроизводительные манипуляторы, носимая робототехника и универсальные скоростные микро-манипуляторы. Конкурс DARPA Challenge, который объединяет ряд передовых разработчиков со всего мира, является идеальной платформой для демонстрации решения реальных проблем с помощью новой робототехники".