Science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe Baxter de robot werkt

Rodney Brooks, de man achter Baxter, is ook verantwoordelijk voor veel van de robots die al bestaan in huizen vandaag. Als een Roomba uw lichte stofzuigtaken op zich neemt, kunt u meneer Brooks bedanken. Afbeelding met dank aan Rethink Robotics

Rodney Brooks is een drukke roboticus geweest. Hij trad in 1984 in dienst bij de faculteit van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en werd uiteindelijk directeur van hun Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory. Terwijl hij daar nog was in 1990, richtte hij samen met twee van zijn studenten iRobot op in een poging om weer meer praktijkgericht roboticawerk te gaan doen. Dat bedrijf bracht Roomba en andere huishoudelijke schoonmaakrobots uiteindelijk naar miljoenen huizen over de hele wereld, waardoor de schaarse concurrentie werd overtroffen met een veel betere prijs.

Na dat succes besloot Brooks dat hij een revolutie teweeg wilde brengen in een andere industrie met robotica, dus stapte hij af bij iRobot en MIT en richtte een nieuw bedrijf op genaamd Rethink Robotics (voorheen Heartland Robotics). Rethink wil meer robots in de maakindustrie plaatsen. Fabrikanten maken al massaal gebruik van zware industriële robots. Industriële robots zijn bewegende machines die kunnen worden geprogrammeerd om materialen en gereedschappen te manipuleren om verschillende productietaken uit te voeren. Ze worden gebruikt om de bouw van auto's en de productie van tal van andere goederen te automatiseren. In de regel zijn ze extreem duur in aanschaf, programmering en onderhoud, en daarom zijn ze buiten de handen van iedereen behalve zeer grote fabrikanten. Dergelijke robots zijn ook zeer nauwkeurig en snel, maar passen zich niet gemakkelijk aan een nieuwe omgeving aan en kunnen niet in de directe nabijheid van mensen werken zonder risico voor lijf en leden.

Brooks en zijn bedrijf wilden daarom een ​​goedkope en aanpasbare robot maken die door kleinere fabrikanten gekocht zou kunnen worden en gebruikt zou kunnen worden om alledaagse taken te automatiseren die momenteel door mensen worden uitgevoerd. En hun werk is tot bloei gekomen met de release van Baxter, een robot van $ 22.000 die veilig in een menselijke werkomgeving kan worden geplaatst en gemakkelijk kan worden getraind door een niet-technisch persoon om een ​​verscheidenheid aan repetitieve taken uit te voeren.

Inhoud
  1. Welke fysieke componenten laten Baxter tikken?
  2. Wat kan Baxter doen?
  3. Hoe verhoudt Baxter zich tot andere industriële robots?
  4. Is het waarschijnlijk dat Baxter mensen werkloos maakt?
  5. Potentiële toekomst van industriële robotica

Welke fysieke componenten zorgen ervoor dat Baxter tikt?

De uitdrukkingen van Baxter laten werknemers in de buurt weten wat er aan de hand is met de processen van de robot, van stand-by tot concentratie tot een verdrietige berusting als een taak niet goed gaat. Afbeelding met dank aan Rethink Robotics

Baxter is een enigszins mensachtige robot, maar hij is niet alleen zo gemaakt om aantrekkelijk te zijn voor mensen. Alle onderdelen ervan dienen een doel. Het heeft een computerscherm dat enigszins doet denken aan een tablet, waarop geanimeerde cartoonachtige ogen en wenkbrauwen van uitdrukking veranderen om intuïtieve boodschappen over te brengen aan werknemers in de buurt. Deze uitdrukkingen omvatten gesloten ogen wanneer deze stand-by staat; neutraliteit wanneer het klaar is om te beginnen met leren (ogen wijd open en wenkbrauwen evenwijdig aan de ogen), concentratie wanneer het midden in het leren zit (ogen wijd open en wenkbrauwen schuin naar beneden gericht naar het midden), focus wanneer het zonder problemen werkt (ogen naar beneden kijken en wenkbrauwen schuin naar het midden), verrassing wanneer een persoon dichtbij komt (grote ogen met verwijde pupillen, opgetrokken wenkbrauwen en een oranje schermachtergrond), verwarring wanneer hij een probleem heeft met een taak (grote ogen met één wenkbrauw naar binnen gericht en beide schuin naar beneden gericht naar buiten) en verdriet als er een probleem is en het heeft opgegeven om aan een taak te werken (ogen kijken met beide ogen naar beneden en met omgekeerde en schuin naar buiten gerichte wenkbrauwen). De ogen van Baxter bewegen ook in de richting waarin een van zijn armen gaat bewegen, als waarschuwing voor iedereen die in de buurt werkt.

Op zijn romp zijn twee armen gemonteerd die 41 inch (104 centimeter) meten van schouder tot eindeffectorplaat, een gebied met verwisselbare eindeffectoren, of 'handen', die verschillende doeleinden dienen. Baxter wordt geleverd met twee handtypes:een vacuümbeker en een elektrische parallelle grijper met zoiets als vingers. De cups en vingers kunnen ook worden geruild voor andere, en de verwachting is dat derde partijen nieuwe soorten eindeffectoren zullen ontwikkelen. Elke arm heeft zeven vrijheidsgraden en ze kunnen afhankelijk van de behoefte naast elkaar of onafhankelijk van elkaar werken. Dit betekent dat u bijvoorbeeld Baxter tussen twee transportbanden kunt plaatsen en beide kunt laten werken. De armen zijn ook meegevend , een robotterm die betekent dat ze, in plaats van volledig rigide te zijn en niet van koers te kunnen veranderen, eventuele obstakels die ze tegenkomen, kunnen aanvoelen en zich eraan kunnen aanpassen. Als je een van zijn armen vastpakt, duwt of er tegenaan botst, zal hij meegeven in plaats van gefixeerd te blijven. Deze naleving wordt mogelijk gemaakt door elastische actuatoren uit de serie te gebruiken , waarbij een motor en versnellingsbak een veer aansturen die de gewrichten aandrijft, in plaats van de gewrichten rechtstreeks te controleren. Het zijn de veren die elke arm minder stijf maken dan typische robotarmen, en ze worden ook gebruikt om de krachten te meten die op de armen inwerken.

Het vermogen van Baxter om te voelen wanneer hij ergens mee in contact komt, komt om veiligheidsredenen van pas. Baxter heeft ook een 360 graden sonarsensor en vijf camera's. De software is ontworpen om deze hardwareapparaten te gebruiken, zodat Baxter feitelijk dingen in de omgeving kan voelen en zien en zijn acties dienovereenkomstig kan aanpassen. Wanneer Baxter merkt dat iemand dichtbij is gekomen, vertoont hij een verbaasde uitdrukking en vertraagt ​​zijn beweging. Wanneer hij onverwachts tegen iets of iemand aan botst, stopt hij helemaal met bewegen. En als de stroom om wat voor reden dan ook uitvalt, ontspannen Baxters armen langzaam. De armen hebben ook motoren die naar achteren kunnen rijden, gewatteerde bekleding en geen knelpunten voor extra veiligheid. Er is ook een noodstopknop, voor het geval dat. En de camera's zijn niet alleen voor de veiligheid. Ze stellen Baxter in staat objecten te detecteren die hij in zijn werkgebied moet manipuleren.

Net als veel van zijn robotbroeders heeft Baxter geen benen, dus hij kan zich niet alleen verplaatsen. Hij kan op één plek worden gemonteerd of kan op een optioneel voetstuk met wielen worden geplaatst en overal worden gerold waar hij nodig is. Baxter is 37 inch (94 centimeter) lang zonder het voetstuk, en daarmee tussen 70 inch (178 centimeter) en 75 inch (191 centimeter) hoog. Het gewicht is vergelijkbaar met dat van een mens met een gewicht van 75 kilogram zonder voetstuk. Het voetstuk voegt 64 kilogram toe.

Baxter heeft ook invoer en uitvoer (I/O )-verbindingen met een Ethernet-aansluiting, een USB type A-poort en een 15-pins D-sub met PLC-compatibele aansluitingen voor interface met andere apparaten. U kunt de robot aansluiten op een normaal stopcontact van 120 volt.

De robotcreaties van Rodney Brooks

Rodney Brooks werkt al geruime tijd ijverig op het gebied van robotica, en Baxter is verre van zijn eerste 'bot'. Hier zijn een paar van de robots die hij door de jaren heen heeft ontwikkeld, samen met zijn studenten en collega's aan het MIT en in de particuliere sector:

  • Genghis -- In de jaren tachtig creëerde hij bij MIT kleine, meerpotige insectachtige robots met een laag vermogen, waaronder Genghis, die konden communiceren met hun omgeving via sensoren en eenvoudige gedragsprogramma's waarmee ze heen en weer konden navigeren objecten zonder vast te lopen.
  • Cog -- In de jaren negentig werkten Brooks en zijn studenten aan het MIT aan deze mensachtige, hoewel niet echt mensachtige robot, die een hoofd had met twee cameralensogen en een arm met drie vingers. Het moest een baby benaderen in zijn vermogen om te leren van interacties met mensen, en zichzelf in feite herprogrammeren door ervaring. Cog kon een paar eenvoudige woorden oppikken en erop reageren, en objecten identificeren.
  • Roomba -- In 2002 bracht het team van iRobot deze kleine zelfrijdende stofzuigermachines uit, waarmee robots in miljoenen huizen terechtkwamen. Andere schoonmaakapparaten van iRobot zijn nu Scooba voor het schrobben van vloeren, Verro voor het schoonmaken van zwembaden en Looj voor het schoonmaken van dakgoten.
  • PackBot -- Ook bij iRobot ontwikkelden hij en zijn team deze robot om te helpen bij zoek- en verkenningsmissies, evenals bij de detectie en verwijdering van geïmproviseerde explosieven (IED's), om militair en openbaar veiligheidspersoneel uit de gevarenzone te houden manier.

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Het publiek is minder bang voor haaien als ze hun gedrag begrijpen
  2. Hoe de verschillende soorten alveolaire cellen te identificeren
  3. Wetenschappers onderzoeken het vermogen van prikken om zich aan te passen en te overleven
  4. Waarom kunnen slangen niet knipperen?
  5. Het verschil tussen genomisch DNA en plasmide DNA
  6. Chloroplast: definitie, structuur en functie (met diagram)
  7. Bsal en verder:Taskforce helpt de dreiging van amfibieënziekten af ​​te wenden
  8. Wetenschap komt dichter bij het verklaren van de boze dronkaard
  9. Hoe sabeltandtijgers hun lange bovenste hoektanden kregen

Wetenschap