Anonim

स्विंगिन 'दीवार-चढ़ाई रोबोट आरओसीआर

रोबोटिक

डैरेन क्विक

5 अगस्त, 2010

3 तस्वीरें

आरओसीआर में एक पूंछ है जो दादा घड़ी की पेंडुलम की तरह स्विंग करती है (छवि: विलियम प्रोवाचेर, यूटा विश्वविद्यालय)

इंजीनियरों ने रोबोट बनाने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया है जो दीवारों को स्केल कर सकते हैं - "क्लाइंबर" रोलिंग सील का उपयोग करता है, जबकि एसआरआई की कीट जैसी रोबोटों में इलेक्ट्रो-चिपकने वाले गुणों के साथ कैटरपिलर ट्रैक होते हैं। हालांकि इस तरह के रोबोट आम तौर पर गति पर ध्यान केंद्रित करते हैं, दीवार का पालन करते हैं और निर्णय लेते हैं कि कैसे और कब स्थानांतरित किया जाता है, आरओसीआर नामक एक छोटे रोबोट के निर्माता कहते हैं कि यह पहली दीवार पर चढ़ने वाला रोबोट है जो प्रभावी रूप से चढ़ाई पर ध्यान केंद्रित करने पर केंद्रित है। और ऐसा एक पूंछ की गति का उपयोग करके ऐसा करता है जो दादा घड़ी के पेंडुलम की तरह स्विंग करता है।

आरओसीआर ऑसीलेटरिंग क्लाइंबिंग रोबोट को यूटा विश्वविद्यालय में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर विलियम प्रोवाचेर द्वारा विकसित किया गया था। यह छोटा और हल्का वजन है - केवल 12.2 इंच चौड़ा, 18 इंच लंबा ऊपर से नीचे और केवल 1.2 पाउंड वजन - और मानव चट्टान पर्वतारोहियों या पेड़ों के माध्यम से झुकाव के रूप में आगे बढ़कर कुशलता से चढ़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह नकल आरओसीआर को केवल 15 सेकंड में एक गलीचे आठ-फुट की दीवार को धक्का देने की अनुमति देता है।

अन्य दीवार-चढ़ाई रोबोट आरओसीआर की तुलना में तेज़ी से चढ़ सकते हैं, जो प्रति सेकेंड 6.2-इंच पर चढ़ सकते हैं। हालांकि, आरओसीआर ने परीक्षण किए गए परीक्षणों में 20 प्रतिशत दक्षता हासिल करने में कोई भी सक्षम नहीं किया है, "जो अपेक्षाकृत प्रभावशाली है कि एक कार का इंजन लगभग 25 प्रतिशत कुशल है, " प्रोवेंचर कहते हैं। प्रोवेंचर रोबोट को परिभाषित करता है ' रोबोट द्वारा खपत विद्युत ऊर्जा पर चढ़ने के कार्य में किए गए कार्यों के अनुपात के रूप में दक्षता।

एक और अधिक कुशल रोबोट का निर्माण

आरओसीआर स्व-निहित और स्वायत्त है, एक माइक्रो कंप्यूटर, सेंसर और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ वांछित पूंछ गति को निष्पादित करने के लिए इसे निष्पादित करने के लिए। वह मोटर जो रोबोट की पूंछ और एक घुमावदार, गर्डर-जैसी स्टेबिलाइज़र बार को रोबोट के ऊपरी शरीर से जोड़ती है। रोबोट चढ़ाई के रूप में ऊपरी शरीर में दो छोटे, स्टील, हुक-जैसे पंजे होते हैं जो एक गलीचे दीवार में डुबोते हैं। स्टेबलाइज़र के बिना, आरओसीआर के पंजे दीवार से दूर जाने के लिए घूमते थे और यह गिर गया।

मोटर पूंछ के शीर्ष पर एक गियर चलाती है, जिससे पूंछ आगे और पीछे घूमती है, जो रोबोट को ऊपर की ओर ले जाती है। एक पूंछ पूंछ के अंत में है और रोबोट ऊपर की ओर स्विंग करने के लिए आवश्यक द्रव्यमान प्रदान करता है। आरओसीआर एक समय में दीवार को एक हाथ से पकड़ता है और अपनी पूंछ स्विंग करता है। इससे आरओसीआर के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र में बदलाव होता है जो उसके मुक्त हाथ को उठाता है, जो तब दीवार को पकड़ता है और प्रक्रिया दोहराती है।

"यह एक ऐसे डिजाइन के साथ दक्षता के इस लक्ष्य को आगे बढ़ाता है जो प्रकृति और मानव निर्मित दोनों में कुशल प्रणालियों की नकल करता है, " प्रोवेंचर कहते हैं। "यह पेड़ों और दादा घड़ी के पेंडुलम के माध्यम से एक गिब्बन स्विंगिंग की नकल करता है, जिनमें से दोनों बेहद कुशल हैं। "

प्रोवेंचर और उनकी टीम ने वॉल क्लाइंबिंग दक्षता पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला किया क्योंकि अब रोबोटों के लिए विभिन्न दीवारों की सतहों पर चढ़ने के लिए विभिन्न तरीकों का प्रयास किया गया है और साबित हुआ है, ऐसे रोबोटों के लिए बहुमुखी प्रतिभा और मिशन जीवन दोनों के लिए, "दक्षता शीर्ष पर पहुंच जाती है चीजों की सूची पर ध्यान केंद्रित करने के लिए, "वह कहते हैं।

अधिकतम दक्षता

रोबोट का परीक्षण करने से पहले, प्रोवेंचर और सहयोगियों ने आरओसीआर की चढ़ाई को अनुकरण करने के लिए कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर का उपयोग किया, इस तरह के सिमुलेशन का उपयोग करके सबसे कुशल चढ़ाई रणनीतियों का मूल्यांकन करने और रोबोट की भौतिक विशेषताओं को सुदृढ़ करने के लिए।

फिर उन्होंने रोबोट की पूंछ कितनी तेजी से और कितनी दूर रोबोट को एक छोटे-छोटे कालीन के साथ ढके हुए प्लाईवुड के 8-फुट लंबा टुकड़े तक चढ़ने के तरीके को निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया।

रोबोट ने सबसे तेजी से और सबसे कुशलता से संचालित किया जब यह गूंज के पास भाग गया - रोबोट की प्राकृतिक आवृत्ति के नजदीक - दादा घड़ी की पेंडुलम अपनी प्राकृतिक आवृत्ति पर स्विंग करता है। इसकी पूंछ धीरे-धीरे झूलते हुए, यह चढ़ाई हुई लेकिन जल्दी या कुशलता से नहीं।

शोधकर्ताओं ने पाया कि यह सबसे बड़ी दक्षता प्राप्त करता है - 20 प्रतिशत - जब पूंछ 120 डिग्री (या सीधे नीचे की तरफ प्रत्येक तरफ 60 डिग्री) घूमती है, जब पूंछ प्रति सेकंड 1.125 बार और जब पंजे की दूरी पर घूमते थे 4.9 इंच अलग।

जब पूंछ प्रति सेकंड दो बार घूमती है, तो यह बहुत तेज़ था और आरओसीआर दीवार से कूद गया - लेकिन किसी भी अनुभवी पर्वतारोही की तरह यह एक सुरक्षा कॉर्ड से जुड़ा हुआ था और क्षतिग्रस्त नहीं हुआ था।

प्रोवेंचर का कहना है कि अध्ययन चढ़ाई रोबोट की दक्षता के लिए बेंचमार्क सेट करने वाला पहला व्यक्ति है जिसके खिलाफ भविष्य के मॉडल की तुलना की जा सकती है। उनका कहना है कि भविष्य के काम में रोबोट के डिजाइन में सुधार, ईंट और बलुआ पत्थर जैसे विभिन्न प्रकार की दीवारों को पकड़ने और रोबोट को नियंत्रित करने के अधिक जटिल तरीकों की जांच करने के लिए और अधिक जटिल तंत्र को एकीकृत करने में शामिल होगा - सभी का उद्देश्य दक्षता में सुधार करना है।

"उच्च चढ़ाई क्षमता एक आत्मनिर्भर, स्वायत्त रोबोट के बैटरी जीवन का विस्तार करेगी और रोबोट प्रदर्शन कर सकते हैं विभिन्न कार्यों का विस्तार, " वह कहते हैं। "हालांकि इस रोबोट का अंततः निरीक्षण, रखरखाव और निगरानी के लिए उपयोग किया जा सकता है, शायद सबसे बड़ी शॉर्ट-टर्म क्षमता एक शिक्षण उपकरण या वास्तव में एक अच्छा खिलौना के रूप में है। "

आरओसीआर ऑसीलेटरिंग क्लाइंबिंग रोबोट के विकास पर प्रोवाचेर का अध्ययन इस महीने ऑनलाइन प्रकाशन के लिए मेक्ट्रोनिक्स पर लेनदेन, इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स संस्थान और अमेरिकन सोसाइटी ऑफ मैकेनिकल इंजीनियर्स के एक पत्रिका द्वारा स्थापित किया गया है।

विलियम प्रोवाचेर कुशल चढ़ाई रोबोट के रूप में देखता है, वह और सहकर्मियों ने एक गलीचा दीवार (छवि: मार्क फेहल्बर्ग, यूटा विश्वविद्यालय) विकसित किया

तस्वीरों के इस अनुक्रम में आरओसीआर दिखाया गया है क्योंकि यह चढ़ता है (छवि: विलियम प्रोवाचेर, यूटा विश्वविद्यालय)

आरओसीआर में एक पूंछ है जो दादा घड़ी की पेंडुलम की तरह स्विंग करती है (छवि: विलियम प्रोवाचेर, यूटा विश्वविद्यालय)

अनुशंसित संपादक की पसंद