Британският YouTuber Джеймс Брутън си поставя една амбициозна цел –

Британският YouTuber Джеймс Брутън си слага една амбициозна цел – да сътвори великански ходещ робот, въодушевен от вселената на Star Wars, и да го ръководи върху тенис корта на собствен другар. „ Целта ми е да направя видео, върху което хората биха кликнали “, споделя той пред BBC.

За да осъществя своя план, Брутън би трябвало да построи четири мощни крайници за така наречен AT-AT – машината, която дебютира във кино лентата The Empire Strikes Back. Предизвикателството не е единствено в мащаба, само че и в прецизния надзор. „ Не желая нещо голямо и несигурно “, изяснява той.

Решението идва под формата на комплицирана система от мотори и зъбни механизми, функциониращи като серво задвижвания – съставни елементи, които разрешават позицията на движещите се елементи да бъде следена и следена. След като приключва структурата, Брутън снима видео, в което, облечен като „ щурмовак “, ръководи робота. „ Доста е муден “, признава той.

Следващата цел на Брутън е още по-амбициозна – двукрака версия, която ще изисква системи, реагиращи доста по-бързо, с цел да поддържа баланс, до момента в който носят човешки товар. Някои от съставените елементи, които той създава, действат като „ променливи пружини “ – механизми, които могат да обръщат придвижването си и да поемат част от удара при контакт със земята. „ Могат динамично да всмукват натоварването, когато е належащо “, изяснява той.
Двигателят зад всяко придвижване
За да „ оживее “ един робот, значима роля играят така наречен актуатори – задвижващи механизми, които задействат придвижването. Най-общо те или се движат линейно напред и обратно, или се въртят към ос, като съществуват голям брой софтуерни подходи за реализирането им.

Комбинирането на актуатори с изкуствени крака разрешава основаването на роботизирани ръце, кучета или даже хуманоидни роботи. Ако роботите би трябвало да станат по-усъвършенствани, тези съставни елементи ще би трябвало да бъдат по-прецизни, по-ефективни и по-интелигентни.

В момента обаче относително малко компании могат да създават актуатори в огромен мащаб и с висока акуратност. Технологията към момента е много надалеч от биологичните „ мускули “, които разрешават на животните да се движат с изключителна успеваемост и прелест.

Ново потомство задвижвания може да форсира прехода от тромави машини към роботи с доста по-плавни и координирани придвижвания.

„ Дълго време експертите употребяват постояннотокови (DC) мотори, с цел да задвижват роботите “, споделя Майк Толи от Калифорнийския университет в Сан Диего. Този вид мотори са отлични при високи скорости и невисок въртящ миг – да вземем за пример за вентилатори.

Но хората не се движат като въртящи се перки. „ Ние би трябвало да можем да подвигаме, да бутаме и да правим дейности, които изискват забележителна мощ и въртящ миг “, изяснява той.

От позиция на сигурността е значимо и роботизирана ръка, да вземем за пример, да може да бъде неотложно спряна и отблъсната без риск за индивида. Това изисква така наречен актуатор с опция за назад придвижване – механизъм, който разрешава обратимо придвижване. По-простите системи без тази функционалност наподобяват автомобил с ръчна скоростна кутия, който би трябвало да бъде превключен, с цел да тръгне обратно.

Енергийната успеваемост е различен сериозен проблем. „ Днешните роботи бързо изчерпват батериите си “, споделя Джени Рийд, шеф на програмата за роботизирана умелост в софтуерната организация Aria, пред BBC. „ Електрическите мотори не са изключително положителни в това отношение. “

При доста дребните актуатори се появява и в допълнение предизвикателство – те постоянно прегряват.
Индустрията търси по-добри решения
Германската компания Schaeffler работи върху ново потомство актуатори за английската компания Humanoid. Целта е да се основат съставни елементи, които разрешават енергийно дейно и добре следено придвижване – основно изискване за двукраките роботи, които би трябвало да се придвижват безвредно измежду хората.

Подходът включва създаването на системи, които генерират огромен размер данни за позицията и работата си, тъй че компютрите да могат да поправят държанието им в действително време.

„ Трябва да намерим оптималния баланс сред търкане и опция за назад придвижване. Това е комплицирана задача “, споделя Давид Кер, президент на подразделението за хуманоидна роботика.

Компанията възнамерява да употребява роботи и в личните си заводи – да вземем за пример за пренасяне на съставни елементи от поточни линии към индустриални миялни системи преди пакетиране. „ Вече усещаме дефицит на работна ръка “, отбелязва Кер и акцентира, че чиновниците ще бъдат преквалифицирани за други функции.

Американската компания Boston Dynamics също залага на ново потомство актуатори, създадени взаимно с южнокорейската Hyundai Mobis – компания, известна главно с автомобилните си елементи.

„ Актуаторът се състои от контролер на мотора и редукторни механизми и доста прилича електрическа система за сервоуправление “, споделя Се Ук О, вицепрезидент и началник на роботизирания бизнес в Hyundai Mobis.

Това е първият случай, в който компанията доставя сходни съставни елементи за хуманоидни роботи.

„ Качеството и надеждността са сериозни за сигурността на хората. Разполагаме с технологията и опита за това “, добавя той.
От метал към „ изкуствени мускули “
Днешните актуатори са построени главно от метал, твърди пластмаси и електроника, само че учените опитват с други възможности.

Екипът на Майк Толи създава „ меки роботи “, задвижвани от въздух, които могат да се движат както по суша, по този начин и във вода. В един от прототипите шесткрак робот без електроника върви с помощта на въздух, който се изпомпва през тръба.

За да показват устойчивостта му, откривателите даже минават с автомобил върху него.

„ Искахме да покажем, че е задоволително мек и разтеглив. Може да понесе съществени натоварвания “, споделя Толи.

Агенцията Aria финансира и планове с актуатори, направени от еластомери – материали, сходни на гума. Те могат да се свиват или уголемяват при подаване на напрежение, наподобявайки действието на мускул.

„ Тази технология се изследва от години “, споделя Рийд, като признава, че към момента не е довела до гражданска война. „ Но при сходни нововъведения е значимо да продължиш да настояваш. “

Крайната цел е основаването на роботи, които се движат доста по-естествено от днешните машини.

„ Роботите към момента се движат тромаво и много тежко “, споделя тя. „ А това е толкоз друго от метода, по който се движим ние. “