Роборуку научили чувствовать предметы
|
Британские инженеры разработали новую конструкцию роборуки, которая способна распознавать прикосновение к предметам при помощи небольших солнечных панелей на ее поверхности. При прикосновении часть панелей закрывается от света и прекращает вырабатывать энергию, что можно интерпретировать как контакт. Также в руке есть инфракрасные светодиоды, которые вместе с солнечными панелями работают как датчик приближения. Статья о разработке опубликована в IEEE Transactions on Robotics. |
Как правило, роборуки и промышленные манипуляторы умеют определять контакт с предметами, чтобы, с одной стороны, надежно их захватывать, а с другой — не повреждать их излишним сдавливанием. Для определения контакта используются разные методы, чаще всего это измерение усилия на захвате и простой контроль соприкосновения. Эти методы работают и используются в том числе в серийных роботизированных манипуляторах, но инженеры продолжают разрабатывать новые конструкции и подходы к контролю захвата предметов, например, датчики на основе жидкого сплава или оптических волокон. |
Инженеры из Университета Глазго под руководством Равиндера Дахия (Ravinder Dahiya) предложили использовать для обнаружения контакта солнечные панели. Принцип работы такого датчика прост: при контакте предмета с поверхностью, оборудованной массивом солнечных панелей, некоторые панели перекрываются и перестают вырабатывать энергию. Таким образом, помимо самого контакта можно определить и его место на поверхности. |
Авторы собрали прототип роборуки с таким принципом обнаружения контакта, взяв за основу 3D-печатную роборуку с пятью пальцами, которую они описали в своей предыдущей статье. Они наклеили на ее ладонь массив из 25 небольших квадратных солнечных панелей размером в один сантиметр. Также они встроили в запястье еще три квадратные панели, но размером в пять сантиметров каждая, чтобы вырабатывать дополнительную энергию. Это позволяет покрывать энергией основной микроконтроллер датчиков и всю сопутствующую электронику: они потребляют до 233,9 милливатт мощности, а солнечные панели дают на 692 милливатт больше. Таким образом, даже если часть панелей будет закрыта предметом, при ярком освещении система все равно сможет обеспечивать себя энергией для работы. |
Роборука также способна определять приближение объектов, даже если они находятся на расстоянии от ладони. Для этого между квадратными солнечными панелями на ладони установлены инфракрасные светодиоды. Они излучают импульсный сигнал с частотой 20 килогерц и рабочим циклом 50 процентов, то есть чередуют яркое излучение с его отсутствием. Это излучение отражается от близких объектов и попадет на солнечные панели, причем чем ближе находится объект, тем выше уровень отраженного излучения, попадающего на панели. А модуляция сигнала позволяет обнаружить его на графике выработки энергии и отделить от естественного изменения освещенности. |
Разработчики показали на видео несколько примеров работы руки. В одном из них она сумела захватить мячик, который приблизился к ладони, а в другом держала заданное расстояние от руки человека, которая двигалась в разные стороны. В 2018 году инженеры из Disney Research представили мягкую надувную роборуку с пальцами, которые чувствуют силу прикосновения благодаря повышению давления при контакте. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|