Этот роботизированный мул может нести ваше снаряжение (и вас)

Эта статья является частью нашего эксклюзивного Серия просмотра журнала IEEE Journal в партнерстве с IEEE Xplore.

Полезная ниша, которую, похоже, нашли для себя четвероногие роботы, по крайней мере на данный момент, — это инспекция инфраструктуры. Они добились умеренного или умеренного успеха в мониторинге промышленных объектов, отслеживании хода строительства и тому подобном. Это здорово! Но когда вы посмотрите на то, в чем люди исторически полагались на четвероногих, вы увидите некоторую ситуационную осведомленность (в форме безопасности), но большая часть того, что эти животные сделали для нас, — это ручной труд.

В статье, опубликованной в прошлом месяце в Письма IEEE по робототехнике и автоматизацииробототехники из Лаборатория робототехнических систем в ETH Zurich стремятся обратить внимание на тот факт, что «ногие роботы все еще слишком слабы, медленны, неэффективны или хрупки, чтобы выполнять задачи, связанные с тяжелыми грузами». Их новый робот, в котором нет ничего из этого, — это Барри, который может эффективно переносить до 90 килограммов, так что вам не придется это делать.

---

Если зайти достаточно далеко, часть первоначального финансирования четвероногих роботов, ставших основой для коммерческих платформ, доступных сегодня, была связана с идеей роботизированных вьючных животных. BigDog и LS3 от Boston Dynamics были специально разработаны для перевозки тяжелых грузов (до 200 кг) по пересеченной местности для нужд вооруженных сил США. Применение такого рода может быть очевидным, но требования к аппаратному обеспечению весьма сложны. Все большие четвероногие машины Boston Dynamics приводились в движение гидравликой, функционирование которой зависело от удельной мощности бензина, и в конечном итоге они оказались слишком сложными и шумными, чтобы их могли принять на вооружение военные. Нынешнее поколение четвероногих роботов, таких как Место и ЛЮБОЙимеют полезную нагрузку от 10 до 15 кг.

Барри удается нести 50 процентов полезной нагрузки LS3 в гораздо меньшем, более эффективном и тихом форм-факторе. По сути это индивидуальный ЛЮБОЙ, используя уникальные высокоэффективные электрические приводы, а не гидравлику. Сам робот весит 48 кг и может обрабатывать немоделированную полезную нагрузку массой 90 кг, а это означает, что Барри не нужно знать размер, вес или распределение массы того, что он несет. Это ключевая возможность, потому что она делает грузоподъемность Барри действительно полезной, как объясняет первый автор статьи Джорджио Вальсекки: «Когда мы используем тачку, нам не нужно менять на ней какие-либо настройки, независимо от того, чем мы ее загружаем — любая ручная регулировка является узким местом в удобстве использования. Почему «умный» робот должен быть другим?» Именно это делает грузоподъемность Барри действительно полезной, а также означает, что, если вы захотите, вы даже сможете на нем ездить.

Барри: мощный и маневренный четвероногий роботYouTube

Героическая полезная нагрузка Барри приводится в действие специальными приводами. В то время как стандартный подход к разработке механических роботизированных соединений предполагает выбор самого маленького двигателя, способного производить необходимую пиковую мощность, Барри вместо этого фокусируется на эффективности двигателя. «Оказывается, идеальное решение — иметь максимально большой двигатель», — говорит Вальсекки. «Это немного нелогично, но двигатели большего размера более эффективны, они потребляют меньше энергии при выполнении той же задачи. В результате получается робот с большей грузоподъемностью и более низкой стоимостью транспортировки». «Барри» на самом деле весьма эффективен: при стоимости транспортировки всего 0,7 он может работать с полезной нагрузкой более двух часов и преодолевать почти 10 км.

Коммерческий потенциал такого робота, как Барри, очевиден, и Вальсекки уже обдумывает несколько вариантов использования: «перенос сырья на строительных площадках для предотвращения травм и повышения производительности, переноска оборудования в поисково-спасательных операциях, чтобы освободить спасателей от чрезмерных нагрузок… Эту же технологию можно было бы использовать для разработки прогулочной инвалидной коляски, и мы получили несколько запросов на этот конкретный вариант использования. Когда мы начали показывать робота с большой коробкой наверху, люди поняли, что можно сделать многое».

На данный момент у Барри еще не так много возможностей восприятия, поэтому дать роботу возможность разумно перемещаться вокруг препятствий и по сложной местности — это одна из задач, над которой исследователи будут работать дальше. Они также начинают думать о потенциальном коммерческом применении, и, похоже, рынок для такого робота существует — черт возьми, я бы его купил.

Сохранившееся 200-летнее тело оригинального Барри.Фото из Википедии, свободной энциклопедии.

Барри, кстати, назван в честь легендарного сенбернара, который спас жизни более 40 человек в Швейцарских Альпах в начале 1800-х годов, в том числе доставив их в безопасное место на своей спине. «Умение ездить на роботе было одной из наших амбиций», — говорит нам Вальсекки. «Когда нам удалось это сделать, я подумал, что мы справились достаточно хорошо, чтобы отдать дань уважения оригинальному Барри, используя его имя, чтобы передать наше видение того, какими могут стать роботы». Пес Барри умер в 1814 году (очевидно, его зарезал кто-то, кого он пытался спасти и который думал, что он волк), но его сохранившееся тело выставлено в Музее естественной истории в Берне.

Барри: мощный и маневренный четвероногий роботДжорджио Вальсекки, Никитой Рудин, Леннартом Нахтигалем, Конрадом Майером, Фабианом Тишхаузером и Марко Хуттером из ETH Zurich, опубликовано в IEEE Робототехника и письма об автоматизации.