In recente jaren, luchtrobots worden steeds populairder, met mogelijke toepassingen op verschillende gebieden. Veel van deze robots zijn in de eerste plaats ontworpen om rond te vliegen en visuele gegevens uit hun omgeving te verzamelen, maar sommigen kunnen ook begrijpen, voorwerpen dragen of zelfs in elkaar zetten.

Het uitrusten van luchtrobots met geavanceerde fysieke interactiemogelijkheden kan ongelooflijk nuttig zijn, omdat het hen in staat zou stellen om complexere taken uit te voeren. Echter, vanwege de complexe aard van aerodynamica, dit is vaak erg uitdagend gebleken, vooral wanneer een voertuig zich dicht bij oppervlakken bevindt.

Onderzoekers van de Universiteit van Cassino en Zuid-Lazio, Université de Toulouse en de Universiteit van Basilicata hebben onlangs een nieuw paradigma geïntroduceerd dat 6D-interactiecontrole in luchtrobots mogelijk maakt. Hun aanpak, beschreven in een paper gepubliceerd in SAGE's International Journal of Robotics Research , zou de weg kunnen effenen voor de ontwikkeling van effectievere luchtsystemen die beter presteren dan bestaande robots bij luchtmanipulatie en fysieke interactietaken.

Het nieuwe paradigma voorgesteld door de onderzoekers, genaamd 6-D vliegende eindeffector, kan worden toegepast op de meeste, zo niet alle, volledig geactiveerde systemen die in staat zijn om een ​​full-pose traject te volgen met de eindeffector. In de studie, het werd specifiek toegepast op Tilt-Hex, een nieuwe luchtrobot, waardoor de onafhankelijke controle van de lineaire en hoekversnelling mogelijk is. Dit stelde de robot uiteindelijk in staat om elke moersleutel die hij tegenkwam bij interactie met zijn omgeving onmiddellijk tegen te gaan.

"Door gebruik te maken van zijn gekantelde propelleraandrijving, de robot is in staat om de volledige 6-D pose te controleren (positie en oriëntatie onafhankelijk) en om een ​​volledige sleutel uit te oefenen (kracht en koppel onafhankelijk) met een star bevestigde eindeffector, ", leggen de onderzoekers uit in hun paper. "Interactie wordt bereikt door middel van een toelatingscontroleschema waarin een buitenste luscontrole het gewenste toelatingsgedrag regelt (d.w.z. interactienaleving/stijfheid, demping, en massa) en een binnenste lus op basis van inverse dynamiek zorgden voor volledige 6-D pose-tracking."

Het door de onderzoekers ontwikkelde paradigma schat interactiekrachten met behulp van een inertial Measurement Unit (IMU)-versterkte op momentum gebaseerde waarnemer. Wanneer het is geïntegreerd met bekende robotalgoritmen, kan het een schatting van de moersleutel bereiken, evenals beweging en interactie controle. interessant, dit "geïntegreerde systeem" vereist geen krachtsensor in zijn basisconfiguratie en werkt zelfs met een minimale sensorsuite.

De onderzoekers hebben de effectiviteit van het 6-D vliegende eindeffector-paradigma geëvalueerd in een reeks experimenten, gericht op vier casestudies:een harde aanraking en glijden op een houten oppervlak (d.w.z. de taak met het glijdende oppervlak), een gekantelde peg-in-hole-taak, een toelatingsvormend experiment, en een taak in aanwezigheid van in de tijd variërende interactiekrachten. Deze evaluaties leverden veelbelovende resultaten op, het aantonen van de veelzijdigheid en robuustheid van de aanpak, zelfs in aanwezigheid van onzekerheden in het milieu.

Bovendien, het nieuwe paradigma bleek beter te presteren dan andere technieken voor manipulatie vanuit de lucht in zijn mogelijkheden, evenals in zijn betrouwbaarheid, complexiteit en kosten. Het zou dus kunnen helpen bij de ontwikkeling van meer geavanceerde luchtsystemen die beter presteren bij manipulatie en fysieke interactietaken.

"In de toekomst, we zullen streven naar volledige autonomie van het systeem door het motion capture-systeem te vervangen door een volledige toestandsschatting aan boord, ', schrijven de onderzoekers in hun paper. 'Bovendien, we gaan werken aan differentiatie van contactkrachten op de gereedschapspunt en verstoringen op het platform (bijv. windstoten)."

© 2019 Wetenschap X Netwerk