Почему человеко-управляемые, увеличивающие силу роботы - это будущее робототехники на Земле и не только
Привет. Высокомобильные, функциональные роботизированные системы, которые полагаются на человеческий интеллект для своей работы, будут трансформировать промышленность и участвовать в ликвидации последствий стихийных бедствий.
Когда большинство людей думают о роботах, они представляют дроида типа R2-D2, предоставляющего важную информацию для помощи людям и мужественно спасающего их от опасных ситуаций. В то время, как мы, находимся на расстоянии десятилетий от того момента, когда роботы станут такими же, функциональными, как персонаж «Звездных войн» из-за еще имеющихся ограничений искусственного интеллекта, скоро будет создан новый класс роботов, мобильных, ловких и способных в нескольких операционных режимах быть доступным для увеличения производительности человека.
Это произойдет благодаря сочетанию человеческого интеллекта с прочностью и точностью машины. В этих симбиотических отношениях многозадачные роботы полагаются на людей для направления, одновременно защищая их от опасных условий и задач. Эти роботизированные «опекуны» - это будущее робототехники на Земле, да и в космосе.
Мы находимся в точке истории, где десятилетия исследований и разработок в сочетании с постоянно совершенствующимися технологическими характеристиками и низкими затратами компонентов сочетаются, чтобы сделать вчерашнюю научную фантастику реальностью. Представьте себе машину, которая является вашим личным доверенным лицом, контролируемым вами, используя свой интеллект, знания, инстинкты, интуицию и суждение, в то время как физически можно ей манипулировать так же, как собственным телом, но безопасно и с сверхчеловеческой силой, выносливостью и точность. Это видение лежит в основе концепции систем роботов-охранников, разработанной в компании Sarcos Robotics, расположенной в Солт-Лейк-Сити, США.
Исследователи компании начали поиски коммерчески жизнеспособных роботизированных систем более пятнадцати лет назад. После нескольких лет экспериментов они пришли к выводу, что успешным роботам требуется три ключевых элемента:
- Интуитивная система, которая позволяет рефлексам и инстинктам оператора управлять роботом.
- Сенсорная обратная связь, которая позволяет оператору видеть, слышать и ощущать то, что видит робот, слышит и чувствует.
- Встроенный источник питания, который обеспечивает часы автономной работы с энергией (т.е. устранение электрического кабеля).
Ученые реализовали этим требования с помощью роботов, которые были объединены с человеческим телом, включая кинематическую эквивалентность, истинную информацию о силе и позиционной обратной связи, технологии энергосбережения, заимствованные из природы, и сложные стратегии управления.
Хотя роботы могут использоваться во многих промышленных средах, исследователи считают, что есть одна конкретная область, где роботизированные системы, контролируемые человеком, могут сыграть особенно ценную роль: реагирование на стихийные бедствия. Роботы, такие как Guardian, могут быть развернуты для предотвращения потерь жизни и имущества, как во время, так и после катастрофы.
Например, Sarcos 'Guardian S - универсальный робот-змея и система Guardian GT могут использоваться на заводе, поврежденном землетрясением, для выключения клапанов, удаления горючих материалов и поиска людей, которые могут оказаться в ловушке на объекте. После катастрофы Guardian GT можно использовать для демонтажа и очистки мусора, поиска, хранения и транспортировки опасных отходов и ремонта поврежденных конструкций.
Учитывая эти цели, Sarcos создала линейку роботизированных систем, которые хорошо подходят для сценариев безопасной очистки. Sarcos Guardian GT уникален в своей способности выполнять задачи, требующие как ловкости, так и способности поднимать и транспортировать тяжелые грузы. В качестве примера Guardian GT продемонстрировали в сценариях, которые согласуются с ситуациями на радиоактивных объектах, включая использование готовых электроинструментов для демонтажа и очистки мусора и точной разборки и снятия консолей управления двигателем. Guardian GT также способен выполнять такие задачи, как поворот клапанов и подъем, транспортировку и опорожнение больших контейнеров.
Робот Guardian GT Big-Arm был рожден из наследия компании за 30 с лишним лет в области функциональной робототехники и кинематики. Это управляемая человеком роботизированная система с силовым умножением с одним или двумя очень ловкими руками, установленными на гусеничном или колесном основании, что позволяет одному оператору делать больше работы и более безопасно. Система двойного снаряжения поднимает полезную нагрузку до 454 килограммов, или по 227 кг в каждой руке. Это позволяет оператору перемещать, транспортировать и размещать тяжелые предметы и снижает риск получения травмы. Guardian GT часто может выполнять задания за считанные минуты, которые обычно требуют работы целой команды рабочих и нескольких дней для завершения, в то же время предохраняя людей от вреда.
Итак, каковы основные возможности, которые дают Guardian GT преимущества перед любым другим решением для робототехники, доступным сегодня?
Интуитивно понятный в использовании: 2,1-метровый кронштейн Guardian GT имеет 7 степеней свободы, а также конечный эффектор, специально предназначенный для задач, который позволяет оператору достигать объектов в 2 метра спереди и по бокам мобильной платформы. Эти руки действуют как естественное расширение собственных рук оператора и кинематически эквивалентны человеческому телу, так что руки GT движутся в одном и том же направлении с той же скоростью и в то же время, что и движения человека оператора. Система использует запатентованную высоконадежную технологию отражения силы Sarcos, позволяющую оператору ощущать нагрузки, испытываемые руками робота, даже если система телеуправлялась с расстояния в несколько километров. В результате система Sarcos GT является интуитивно понятной, надежной и безопасной для работы даже в опасных условиях.
Очень функциональный: Guardian GT может выполнять почти неограниченное количество сложных задач: использование готовых электроинструментов для выполнения определенных функций, таких как резка, шлифовка и отделка, водоструйная резка, очистка и соединение. Он также может захватить и опорожнить контейнер для мусора, повернуть клапаны, нажимать кнопки, разместить трубы для соединения и собрать большие фланцы трубы на сопрягаемые фланцы с помощью шпилек.
Автономная мощность для расширенных операций: GT автономно питается, используя батареи, дизельное топливо или пропан в качестве источника энергии, позволяя ему быть действительно мобильным, с 7 или более часами непрерывной работы.
Роботы, такие как Guardian GT, являются способом выполнения тяжелой и опасной работы будущего для целого ряда отраслей, таких как производство, строительство, логистика, производство электроэнергии, опасная очистка и судостроение, среди прочего, потому что они позволят эффективно выполнять задачи, которые ранее были невозможны из-за высокой опасности для людей. Никакая другая мобильная машина или робот на планете не позволяет операторам доходить до 0,45 метрической тонны и выполнять очень ловкие задачи, выполняемые GT, что делает его лучшим в своем классе для повышения безопасности и производительности.
Эти роботизированные системы находятся в разработке и благодаря своим уникальным возможностям и функциям, они могут быть выполнены в соответствии с требованиями каждого конкретного заказчика.
Похоже, знакомые всем кадры из фантастических фильмов, таких, как "Чужой" или "Аватар" становятся реальностью.
