Goedkopere verbindingen en cijfers brengen de robotrevolutie dichterbij

De humanoïde robot Atlas, vorig jaar onthuld door Boston Dynamics, een bedrijf dat later door Google werd overgenomen, is een wonder. Hij kan over puin klauteren en elektrisch gereedschap bedienen. Maar deze vaardigheden zijn niet goedkoop. Atlas heeft een prijskaartje van ruim boven een miljoen dollar, en verbruikt ongeveer 15 kilowatt aan elektriciteit wanneer hij in bedrijf is, wat hoge stroomrekeningen voor de eigenaar betekent en de bruikbaarheid beperkt. Dat is genoeg om een ​​klein stadsblok van stroom te voorzien, zegt Alexander Kernbaum, onderzoeksingenieur bij het non-profit onderzoeksbureau SRI Internationaal . Om echt praktisch te zijn, zegt hij, moet Atlas vele malen efficiënter zijn.

Helpende hand : Een nieuw soort elektrostatische koppeling van SRI maakt dit ontwerp ongeveer 10 keer goedkoper dan eerdere robothanden, die $ 35.000 of meer zouden kunnen kosten.

Kernbaum maakt deel uit van een team bij SRI dat onlangs aan dat probleem begon te werken onder een contract met DARPA, het onderzoeksbureau van het Pentagon (Atlas zelf werd gebouwd met DARPA-financiering). Het team wil het ontwerp van de robot heroverwegen om zijn mogelijkheden te behouden, maar het stroomverbruik met minstens 20 keer te verlagen, waardoor het op één lijn komt met een magnetron.

SRI wil niet praten over hoe dat zal gebeuren. Maar de algemene benadering zal zijn om de energieverslindende hydrauliek die de gewrichten van Atlas beweegt te vervangen door een kleiner aantal lichtere, efficiëntere en goedkopere elektrische componenten die hetzelfde kunnen bereiken.

Het heroverwegen van de componenten die worden gebruikt in geavanceerde prototypes zoals Atlas om de kosten en het stroomverbruik te verlagen, is een belangrijk aandachtspunt geworden in robotica-onderzoek, aangezien ingenieurs ernaar streven deze machines eindelijk uit het laboratorium te laten ontsnappen, zegt Rich Mahoney, SRI's directeur van robotica. We hebben dingen die overontworpen zijn omdat er geen impuls is geweest voor lage kosten en een goed ontwerp, zegt hij.

Lange tijd waren onderzoekers gefocust op het eenvoudig beantwoorden van fundamentele vragen over de vraag of functionerende, behendige mensachtigen konden worden gebouwd, zegt Mahoney. We zaten in het domein van 'Is dit mogelijk?' Hij zegt dat deze vraag nu is beantwoord, dus de tijd is rijp om de kosten van de componenten die worden gebruikt in geavanceerde robotbenen, -armen en -handen te verlagen, waardoor ze betaalbaar worden voor kleine bedrijven en zelfs consumenten. Manipulatie is nu gewoon niet mogelijk op dat niveau, zegt Mahoney. Maar het kan. Hij zegt dat goedkopere componenten het voor mensachtigen zoals Atlas mogelijk zouden maken om standaard veiligheidsinstrumenten te worden op plaatsen zoals booreilanden. In plaats van 'In geval van nood glas breken', en er is een bijl, zou er een mensachtige zijn.

Behendige vingers: Deze hand met drie vingers, gemaakt door iRobot, kan zijn nagels gebruiken om kleine voorwerpen op te rapen. Het kan worden gemaakt voor ongeveer $ 3.000 of minder.

Meer direct kunnen deze ontwikkelingen een markt helpen die Melonee Wise, CEO en medeoprichter van Onbegrensde robotica , roept servicerobotica op. Het is wanneer je begint te kijken naar de robot die taken op menselijke schaal uitvoert, zegt ze. Dat betekent dat je op complexe manieren moet voelen en manipuleren in een complexe werkruimte, zoals het verplaatsen van blikjes in een koelkast.

Het affichekind van dit soort robotica is Baxter, een robot met twee armen en eenvoudige grijpers die naast mensen in fabrieken kan werken (zie Deze robot kan de productie transformeren). Het bedrijf van Wise maakt een mobiele robot van $ 35.000, de URB-1 genaamd, die een enkele arm heeft. Net als Baxter is het bedoeld om samen te werken met mensen in magazijnen en andere menselijke werkruimten (zie This Might Be the Model T of Workplace Robots ). Zowel Baxter als URB-1 kunnen veel met eenvoudige grijpers en de huidige armtechnologie, zegt Wise. Maar gebruik kunnen maken van goedkopere of meer capabele technologie zou een grote stimulans zijn voor robots die bedoeld zijn voor menselijke werkruimten.

Verschillende goedkope robothanden zijn onlangs voortgekomen uit een ander DARPA-programma genaamd ARM-H. Door meer complexiteit te bereiken tegen lagere kosten, kunnen deze handen de robots van Baxter of Unbounded helpen nieuwe taken uit te voeren. Roomba-fabrikant iRobot werkte samen met Harvard en Yale om een ​​hand met drie vingers te maken die alles kan, van het vasthouden van een basketbal tot het oppakken van een sleutel die plat op een tafel ligt.

Als het in hoeveelheden van een paar duizend zou zijn gemaakt, zou de hand ongeveer $ 3.000 kosten, zegt Mark Claffee, hoofdrobotica-ingenieur bij ik robot , die ook militaire en telepresence-robots maakt. Het is een dramatische verandering, zegt Claffee, aangezien het huidige tarief voor een robothand met vergelijkbare mogelijkheden begint bij ongeveer $ 35.000.

Een manier waarop iRobot de kosten verlaagde, was door rubber in de gewrichten van de hand te gebruiken, waardoor veerkracht werd geïntroduceerd waarmee het een goede grip op iets kon krijgen zonder de positie van elke vinger precies voor verschillende objecten te specificeren. De kosten werden ook verlaagd door de hand slechts drie vingers te geven. Het is zo ontworpen dat drie cijfers samen iets kunnen grijpen, en twee kunnen worden tegengesteld om kleinere objecten te manipuleren.

We geloven dat manipulatie een game changer gaat worden, zegt Claffee. Stel je voor dat je een telepresence-platform hebt zoals het onze Ava 500 die op een dag dingen kan oppikken. Hij is nu bezig om enkele van dezelfde ontwerptechnieken die in de vinger worden gebruikt, toe te passen op robotarmen.

Claffee zegt dat het werk ervoor zorgt dat robots in veel rommeligere omgevingen kunnen functioneren dan Baxter. Die robots zijn capabel maar duur en ze zijn gericht op industriële toepassingen, zegt Claffee. Om consumenten te bereiken, moeten we de kosten aanzienlijk verlagen en manipulatie toepassen op menselijke omgevingen die veel minder gestructureerd zijn.

SRI nam ook deel aan het ARM-H-programma en maakte zijn eigen goedkope robothand. Deze hand maakt gebruik van een goedkoper, lichter en efficiënter koppelingsmechanisme; het gebruikt elektrostatische krachten om een ​​verbinding op zijn plaats te vergrendelen. Door wijdverbreid gebruik te maken van koppelingen, kan een enkele motor alle drie de gewrichten in een vinger bedienen.

Dit zou kunnen leiden tot manipulatieoplossingen van minder dan duizend dollar, waardoor dit soort robotica beter aansluit bij het consumentendomein, zegt Mahoney, erop wijzend dat kleine lucht- en grondrobots al beschikbaar zijn voor consumenten, mede dankzij de smartphone-boom. Als Mahoney en anderen gelijk hebben, zullen goedkope maar capabele robothanden en ledematen de volgende keer betaalbaar worden.

zich verstoppen