Ρομποτικοί από δύο χώρες κέρδισαν κοινή επιχορήγηση σε διαγωνισμό για τα καλύτερα θεμελιώδη επιστημονικά έργα
Οι επιστήμονες θα δημιουργήσουν ρομποτικά συστήματα καιχειριστές που αποτελούνται από παράλληλους συνδέσμους που βασίζονται σε στριμμένα νήματα - ενεργοποιητές στριφτών χορδών, TSA. Αυτό θα αυξήσει το ωφέλιμο φορτίο τέτοιων συστημάτων και την ακρίβεια του ελέγχου τους κατά 2-3 φορές. Σε δίσκους που βασίζονται σε TSA, το νήμα συνδέεται με τον κινητήρα από τη μία πλευρά και το άλλο άκρο του συνδέεται με ένα εργαλείο ή μηχανισμό που μετακινεί το ωφέλιμο φορτίο. Ως αποτέλεσμα της περιστροφής, τα σπειρώματα συντομεύονται και τίθενται σε κίνηση το σώμα εργασίας.
Αυτός ο τύπος ενεργοποιητή έχει έναν αριθμό μοναδικώνπλεονεκτήματα που το καθιστούν ελκυστικό στην ανάπτυξη και το σχεδιασμό όλων των ειδών ρομποτικών συστημάτων - ελαφρύ, υψηλές δυνάμεις ανάπτυξης, ακρίβεια, ευελιξία στο σχεδιασμό και την εγκατάσταση.
Igor Gaponov, Επικεφαλής του Εργαστηρίου Μηχατρονικής, Ελέγχου και Πρωτοτύπων, Πανεπιστήμιο Innopolis
Τα περισσότερα ρομποτικά χέρια μεσυνεπής δομή που χρησιμοποιεί παραδοσιακούς δίσκους, έχουν σχετικά χαμηλή χωρητικότητα φορτίου. Οι ενεργοποιητές σε τέτοιες συσκευές συνήθως εγκαθίστανται σε αρμούς - αρμούς, και ως εκ τούτου ο "ώμος" του ρομπότ αναγκάζεται να μετακινήσει τους υπόλοιπους 5-6 ενεργοποιητές από μόνος του. Ως αποτέλεσμα, ένας χειριστής που ζυγίζει, για παράδειγμα, 500 kg είναι ικανός να ανυψώνει όχι περισσότερο από 50 kg ωφέλιμου φορτίου. Ωστόσο, το βάρος τέτοιων χειριστών μπορεί να μειωθεί σημαντικά διατηρώντας παράλληλα την ικανότητα φόρτωσης χάρη στη χρήση νέων δίσκων και συνδέσμων που βασίζονται στην TSA. Ωστόσο, ειδικοί από την ομάδα ανάπτυξης σχεδιάζουν να τριπλασιάσουν αυτόν τον αριθμό έτσι ώστε ένα ρομπότ 500 κιλών να μπορεί να ανυψώσει έως και 150 κιλά ωφέλιμου φορτίου.
Μια άλλη δημοφιλής κατηγορία βιομηχανικώνχειριστές όπου προγραμματίζεται να χρησιμοποιηθεί το TSA - συσκευές παράλληλου τύπου με μεγάλο εύρος εργασίας, που ονομάζονται επίσης ρομπότ δέλτα. Έχουν υψηλή ταχύτητα, αλλά σχετικά χαμηλή χωρητικότητα φόρτωσης, γι 'αυτό οι πολυλειτουργικές ρομποτικές λαβές δεν μπορούν να εγκατασταθούν σε αυτούς τους χειριστές χωρίς σοβαρή επιδείνωση της παραγωγικότητας. Ωστόσο, το χαμηλό βάρος TSA καθιστά δυνατή τη δημιουργία στη βάση τους πιο ευέλικτων και ελαφρύτερων ρομποτικών λαβών, για παράδειγμα, ο κινητήρας σε αυτή τη μονάδα μπορεί να εγκατασταθεί εξ αποστάσεως από τη λαβή - στη βάση του ρομπότ, και έτσι η μάζα του χεριού που είναι προσαρτημένη στο ρομποτικό βραχίονα δεν θα υπερβαίνει τα 200-300 g , σε αντίθεση με τους περισσότερους εμπορικούς ομολόγους, που ζυγίζουν 0,5 κιλά ή περισσότερο.
Οι εργασίες για το έργο ξεκίνησαν τον Μάρτιο και θα διαρκέσουνμέχρι το τέλος του 2021. Η κοινή ομάδα αποτελείται από 13 άτομα. Ο Igor Gaponov εξ ονόματος του Πανεπιστημίου Innopolis και ο καθηγητής Ji-Hwang Ryu εξ ονόματος της KAIST. Το ρωσικό πανεπιστήμιο πληροφορικής είναι υπεύθυνο για την ανάπτυξη των μαθηματικών συσκευών και τη σύνθεση δομών που βασίζονται στην TSA. Μέχρι τα μέσα του δεύτερου έτους, οι επιστήμονες σχεδιάζουν να ολοκληρώσουν την ανάπτυξη ενός συστήματος ελέγχου για τέτοιες συσκευές και να πραγματοποιήσουν πειράματα σε συνθετικούς μηχανισμούς. Το προσωπικό της KAIST θα επικεντρωθεί στην ανάπτυξη ενός προσαρμοστικού συστήματος ελέγχου και θα αναπτύξει ένα σύστημα βασισμένο στην παθητικότητα. Οι επιστήμονες των δύο χωρών θα πραγματοποιήσουν από κοινού πρωτότυπα και πειράματα.
Σε 2 χρόνια, οι ερευνητές σκοπεύουν να περιγράψουνθεωρητικά θεμέλια για τη μοντελοποίηση των στατικών και της δυναμικής των παράλληλων μηχανισμών και ρομπότ με βάση την TSA, αναπτύσσουν μεθόδους για τη λήψη πληροφοριών σχετικά με εξωτερικές επιδράσεις στο ρομπότ από το περιβάλλον χωρίς εξειδικευμένους αισθητήρες δύναμης, ταξινομούν τις δομές τέτοιων ρομπότ και περιγράφουν τις ιδιότητές τους λαμβάνοντας υπόψη τη χρήση του TSA, μεθόδους αυτόματης σύνθεσης συστημάτων με επιθυμητά χαρακτηριστικά, σύνθεση πρωτοτύπων ρομπότ με βελτιστοποιημένη δομή, για την ανάπτυξη μαθηματικής συσκευής για αυτόματο σχεδιασμό και βελτιστοποίηση της πορείας των συνδέσμων και των ρομπότ, καθώς και προσαρμοστικά συστήματα ελέγχου για μεμονωμένες κινήσεις σε στριμμένα νήματα και συσκευές που βασίζονται σε αυτά.
Σύμφωνα με το προσωπικό του Πανεπιστημίου Innopolis,Με βάση τις αναπτυγμένες και σχεδιασμένες ενότητες, θα είναι δυνατό να σχεδιαστούν συσκευές και συστήματα που θα χρησιμοποιηθούν σε σχεδόν όλους τους τομείς της σύγχρονης τεχνολογίας: βιομηχανικοί χειριστές και εργαλειομηχανές, διεπαφές ανθρώπου-μηχανής, ιατρική ρομποτική, εξωσκελετοί και άλλα. Οι μεμονωμένες μονάδες που βασίζονται σε TSA μπορούν να ενσωματωθούν σε κινητά ρομπότ και σε οποιοδήποτε άλλο σύστημα που απαιτεί γραμμικούς ενεργοποιητές.