Zelfherconfigureerbare robots (SRR's) die automatisch van vorm kunnen veranderen en zich kunnen aanpassen aan hun omgeving, hebben de laatste tijd veel belangstelling getrokken binnen de robotica-onderzoeksgemeenschap. Deze robots kunnen verschillende nuttige toepassingen hebben, omdat ze een hoge mate van autonomie kunnen verwerven in het waarnemen van hun omgeving, evenals bij het plannen en uitvoeren van passende acties. Hoewel eerdere studies methoden hebben geïntroduceerd om deze robots in subgroepen te classificeren, er is nog steeds geen standaardprocedure om hun prestaties te evalueren.

Met dit in gedachten, onderzoekers van Sun Yat-sen University in China en de en Singapore University of Technology and Design hebben onlangs een raamwerk ontwikkeld voor de taxonomie en evaluatie (TAEV) van zelf-herconfigureerbare robots. hun studie, te zien in IEEE-toegang , werd gefinancierd door het Singapore National Robotics R&D Program Office.

"Tot dusver, onderzoekers hebben een kwalitatieve benadering ontwikkeld voor het classificeren van SRR's, maar geen kwantitatieve methoden die de ontwerper kunnen leiden, fabrikant en robotgebruiker, "Abdullah Aamir Hayat, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde TechXplore. "Dit motiveerde ons om een ​​raamwerk en evaluatiemethode voor SRR's te ontwikkelen."

In SRR's, het vermogen om van vorm te veranderen om een ​​bepaalde taak te voltooien, is voornamelijk afhankelijk van het type mechanismen dat door de robots wordt gebruikt en hun mate van autonomie. Hoewel sommige SRR-systemen volledig autonoom zijn, andere vereisen een zekere mate van handmatige telebediening.

Op mechanisch vlak is de robots kunnen worden ingedeeld in drie hoofdcategorieën:die met een intra-, onder-, en geneste herconfiguratie. Het verschil tussen intra- en inter-herconfiguraties ligt in het aantal configuraties dat beschikbaar is voor de robot en de schaal van deze configuraties.

Intra-herconfigureerbaarheid omvat een enkele robotmodule die zijn morfologie kan veranderen zonder enige montage of demontage, terwijl herconfigureerbaarheid twee of meer modules omvat die kunnen worden gemonteerd of gedemonteerd. Eindelijk, geneste herconfiguratie, bedacht door Prof. Mohan Rajesh Elara en Prof. Kristin L. Wood, combineert kenmerken van zowel de intra- als inter-reconfiguraties.

In hun krant Hayat en hun collega's hebben statistieken geïntroduceerd die kunnen worden gebruikt om SRR's te evalueren, het kwantificeren van hun mate van autonomie en het aantal beschikbare configuraties. Deze statistieken werden gecombineerd om een ​​TAEV-raamwerk te creëren dat onderzoekers en fabrikanten zou kunnen begeleiden bij het evalueren van hun robotsystemen.

"Ons werk kwantificeert de herconfigureerbaarheid van mechanismen door een index toe te wijzen op basis van een aantal betekenismorfologie en het aantal betrokken modules, Hayat legde uit. "Deze indices worden weergegeven op de twee assen (X- en Y-) in het frame met drie assen. De derde as (Z-) wordt toegewezen aan de index die wordt gegeven door het autonomieniveau dat wordt berekend met behulp van het spinnenwebevaluatiemodel dat bestaat uit zes prestatie-indicatoren, namelijk herconfiguratieplanning, besluitvorming, interface-autonomie, perceptie, en werkruimte."

Het belangrijkste voordeel van het door Hayat en zijn collega's ontwikkelde raamwerk is dat het een unieke index toewijst aan een bepaalde SRR binnen de 3D-taxonomieruimte die ze in hun paper hebben geschetst. Als resultaat, het zou kunnen worden gebruikt om afwegingsstudies te ontwerpen en benaderingen te bedenken om de prestaties van verschillende SRR's voor dezelfde taak te beoordelen of te vergelijken.

"Het generieke raamwerk dat we hebben gepresenteerd, kan worden toegepast op tal van bestaande SRR's, waardoor ze niet alleen kwalitatief kunnen worden ingedeeld op basis van hun grootte, voortbeweging, enz. maar ook kwantitatief, integratie van het mechanisme en de autonomie van de robots, ' zei Hayat.

In de toekomst, dit kader voor TAEV zou kunnen helpen om SRR's effectiever te evalueren, terwijl ze ook hun beperkingen en functies identificeren die kunnen worden verbeterd. Zowel onderzoekers als fabrikanten zouden het kunnen gebruiken om de prestaties van verschillende robots bij dezelfde taken te vergelijken of om verschillende versies van dezelfde robot te evalueren. In hun krant Hayat en hun collega's bespreken ook andere mogelijke toepassingen voor het nieuwe raamwerk, met behulp van bestaande robots als voorbeelden.

"Onze bevindingen suggereren dat er een enorm potentieel is voor nieuwe robotontwerpen met autonomie om de driedimensionale ruimte te bezetten en dat geneste herconfigureerbare architecturen veel praktische toepassingen kunnen hebben, " zei Hayat. "Met dit in gedachten, onze groep werkt aan de implementatie van nieuwe intra-, onder-, en geneste herconfigureerbare robotarchitecturen voor het uitvoeren van onderhoudstaken, namelijk autonoom schoonmaken en toezicht houden."

© 2020 Wetenschap X Netwerk