Змията За Търсене: Следващата Вълна В Робототехниката

{h1}

Изследователите са проектирали роботизирана змия, способна по уникален начин да обиколи околната среда

Тази статия зад сцената беше предоставена на WordsSideKick.com в партньорство с Националната научна фондация.

Как се проектира робот, който маневрира в три измерения и навигира по всякакъв начин на терена? Това са основните предизвикателства, с които Хауи Чосет от университета в Карнеги Мелън се опитва да се справи.

Повечето съвременни роботи изпълняват функции от фиксирана или мобилна база. Мобилните бази разширяват обхвата на робота по-далеч от фиксирана база, но повечето актуални дизайни на роботи не успяват да помогнат на маневра на робота чрез триизмерен пейзаж.

За да може робот да навигира по различни терени, в идеалния случай би използвал сензор или лазер, за да създаде топографска карта на пространството, за да планира своя път, тъй като използваме очите и другите си сетива за навигация. Също така, тя ще притежава вътрешни степени на свобода, за да позволи редица различни походи да преодолеят препятствията по пътя си. Змийският робот има многобройни степени на свобода, които трябва да бъдат координирани, преди роботът да може да се движи.

Choset си партнира с помощта на Националната научна фондация (NSF) с Анет "Peko" Hossoi от MIT, за да определи робот, който не само разбира как да очертае пътя си през всякакъв вид терен, но има много степени на свобода за движение. Чосет смята, че подобреното разбиране за движението е от жизненоважно значение за механизмите за работа в трудни терени.

Предишната 1997 г. награда на NSF CAREER, на базата на сензорно изграждане на карта за високо съчленени роботи, създаде рамката за настоящите му изследвания. Сензорно изследване позволява на робота да влезе в непозната среда и да изгради карта, за да установи местоположението му. Изследването включва използването на ултразвукови сензори за планиране на път между две точки, така че роботът да може да изследва безпрепятствено.

"Това беше стъпка към редица други проблеми, които в крайна сметка решихме, което ни позволи да стигнем до робот-змия, който имаме днес", каза Чосет.

Чосет за първи път беше изложен на технологии за змийски роботи - и техните приложения за минимално инвазивна хирургия и търсене и спасяване - като аспирант в Caltech. Неговият съветник Джоел Бърдик и негов състудент Грег Чирикджан започнаха изследователска програма за роботи със змии. Докато беше в Калтех, Чосет даде своя принос в областта и когато стана член на факултета в Карнеги Мелън, той доведе изследователската програма със себе си.

Настоящият змийски робот на Choset е много маневрен, гъвкав и може да използва различни движения, за да напредне напред. Тези качества позволяват на робота да се движи през сложна среда, която може да е претрупана с препятствия и отломки. Змийските роботи също могат да преминават през плътно опаковани пространства и трудни места, които хората и конвенционалните машини не могат.

В допълнение към разнообразието от локомоции, Choset добави сензори, камера и светлина, така че роботизираната змия да може да функционира в редица условия.

„Видът на търсене и спасяване, който ме интересува, е в ограничени пространства, като срутена сграда или мина. Надявам се, че някой ден моите роботи ще бъдат в състояние да обиколят тези територии и моят робот ще бъде инструмент, който спасителите ще носете със себе си ", каза Чосет.

Choset е разработил друг тип змийски робот за минимално инвазивна сърдечна операция, известен като CardioArm. Основната му цел е да търси и отстрани увредената тъкан.

Choset е разработил друг тип змийски робот за минимално инвазивна сърдечна операция, известен като CardioArm. Основната му цел е да търси и отстрани увредената тъкан.

Кредит: Хауи Чосет, университет Карнеги Мелън

Освен приложението за търсене и спасяване, Choset разработи друг вид змийски робот за минимално инвазивна сърдечна хирургия, известен като CardioArm. Той е с диаметър 4 инча (11 милиметра) и има напълно различен механизъм от локомотивния змийски робот, разработен за търсене и спасяване.

CardioArm се контролира с помощта на компютър и джойстик, а по време на сърдечна операция влиза през една точка в гърдите и се увива около сърцето, докато стигне до проблемната зона. Основната му цел е да търси и отстранява увредената тъкан и тъй като е едновременно гъвкава и твърда, може да се окаже изключително ефективна за този тип процедури.

„И така, това, което направихме, беше епикардно картографиране на сърцето“, каза Чосет. "Това помогна на пациента, тъй като пациентът не се беше отпушила гърдите й. Операцията, която имаше през февруари миналата година, ако тя беше извършена по конвенционалния начин, тя все още щеше да се възстанови от опустошението, че гърдите й бяха отпукани. Вместо това, тя се прибра на другия ден. "

Това, което също направи операцията уникална, е, че кардиолог извърши процедурата. В миналото само хирурзите биха правили този тип процедури, но хирургическият змийски робот позволи на някой с по-малко обучение и по-малко ресурси да завърши успешно епикардното картографиране.

Освен да разчита на сензори, за да се движи в пространството, един робот трябва да се движи свободно по труден терен. Чосет и неговата изследователска група разработват различни похвати, за да позволят на змийския робот да преодолее всяко препятствие.

„Един от най-големите приноси на моята изследователска група е в определянето на походките“, заяви Чосет. "Походката е вид контролер за движение - когато конски тръс, глезените, коленете и бедрата правят някакво движение, което го задвижва напред. С известна скорост, когато прескача, все още има вътрешно движение и вътрешно движението, което претърпява, е напълно различно за различно приложение като преместване напред и прескачане на препятствия. "

Чосет добави сензори, камера и светлина, така че роботизираната змия да може да функционира за редица различни условия. Една от основните му функции ще бъде да служи като инструмент за търсене и спасяване.

Чосет добави сензори, камера и светлина, така че роботизираната змия да може да функционира за редица различни условия. Една от основните му функции ще бъде да служи като инструмент за търсене и спасяване.

Кредит: Хауи Чосет, университет Карнеги Мелън

Змийските роботи се различават от конвенционалните роботи, тъй като се движат без помощта на фиксирана база. По същество те или разчитат на подвижен протектор или кожа, или вътрешната им форма се променя, за да ги задвижва напред. Змийският робот на Choset разчита изключително на вътрешните промени на формата, за да се движи. Именно вътрешните движения и ъглите на ставите са позволили на изследователската група на Choset да развие редица различни походки.

Чосет и неговите колеги избраха да адаптират няколко биологични змийски походки за своя робот, така че той да може да се справи с най-различни среди. Основната походка позволява на змията да се движи напред в линейна прогресия, но тази походка също може да изкачва препятствия. Страничното навиване е биологична походка, която кара робота-змия да се движи настрани и да има по-широк отпечатък, което позволява на змията да се движи по големи препятствия. И накрая, най-често срещаната форма на движение в змиите е страничната вълна, която Чосет и колегите му заемат, за да може водна версия на робота да плува.

"Моят робот може да плува в кърлеж, да наруши ограда, да се изкачи на флагшток, да пропълзи трева, да се вози по храстите. Има цял куп неща, които може да направи." - каза Чосет.

Неотдавна Чосет получи допълнителна субсидия от NSF за разработване на проект за използване на роботизирани проучвания в археологическите обекти Mersa / Wadi Gawasis в Хургада, Египет. Това ще включва дългосрочно сътрудничество с Катрин Бард от Бостънския университет и Мохамед Абд Ел-Магуид, морски археолог от Египетския върховен съвет по антики, които ще използват роботи за проверка на райони с археологически интерес, които са твърде опасни за влизане на хора. Много от създадените от човека пещери, които археолозите искат да проучат, са били използвани за съхранение на парчета древни кораби, които могат да имат историческо значение.

Чосет и неговите колеги ще подпомагат археолозите, като изпращат змийския робот в пещерите за идентифициране и извличане на артефакти. Роботите-змии ще бъдат използвани като инструменти, с които археолозите ще използват не само за изследване на крехки исторически обекти, но и да сведат до минимум всякакви смущения.

Докато роботите изследват сайтовете, те ще конструират карта, осигуряваща триизмерен изглед на местоположението. Картата ще позволи на археолозите и широката общественост на практика да посетят място от голям национален интерес и потенциално да отворят роботиката за ново приложение.

Бележка на редактора: Това изследване беше подкрепено от Националната научна фондация (NSF), федералната агенция, натоварена с финансирането на основни изследвания и образование във всички области на науката и техниката. Всички мнения, констатации и заключения или препоръки, изразени в този материал, са на автора и не отразяват непременно възгледите на Националната научна фондация. Вижте Зад архива на сцените.


Видео Добавка: .




Изследване


Защо Демократичните И Републиканските Партии Смениха Платформите?
Защо Демократичните И Републиканските Партии Смениха Платформите?

Населението На Амиш Нараства В Сащ
Населението На Амиш Нараства В Сащ

Наука Новини


Древна Къща На Мъртвите, Която Се Намира Близо До Стоунхендж
Древна Къща На Мъртвите, Която Се Намира Близо До Стоунхендж

Закачен! Мъжки Риби Примамват Жени С Генитални Нокти
Закачен! Мъжки Риби Примамват Жени С Генитални Нокти

Panzerkampfwagen Vi Тигър Ii
Panzerkampfwagen Vi Тигър Ii

„Тъпи“ Неандерталци Вероятно Имаха Интелигентна Диета
„Тъпи“ Неандерталци Вероятно Имаха Интелигентна Диета

Как Ще Изглежда Водната Енергия В Бъдеще?
Как Ще Изглежда Водната Енергия В Бъдеще?


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com