Billigere led og cifre bringer robotrevolutionen tættere på

Atlas menneskelignende robot, som blev afsløret sidste år af Boston Dynamics, et firma senere købt af Google, er et vidunder. Den kan klatre over murbrokker og betjene elværktøj. Men disse evner er ikke billige. Atlas har et prisskilt langt over en million dollars, og det bruger omkring 15 kilowatt elektricitet, når det er i drift, hvilket betyder store strømregninger for ejeren og begrænser dens praktiske funktion. Det er nok til at drive en lille byblok, siger Alexander Kernbaum, forskningsingeniør ved det nonprofit-forskningsbureau SRI International . For at være virkelig praktisk, siger han, skal Atlas være mange gange mere effektiv.

Hjælpende hånd : En ny slags elektrostatisk kobling fra SRI gør dette design omkring 10 gange billigere end tidligere robothænder, som kunne koste $35.000 eller mere.

Kernbaum er en del af et team hos SRI, der for nylig begyndte at arbejde på det problem under en kontrakt med DARPA, Pentagon-forskningsbureauet (Atlas selv blev bygget med DARPA-finansiering). Holdet sigter mod at gentænke robottens design for at bevare dens egenskaber, men reducere dens strømforbrug med mindst 20 gange, hvilket gør den på niveau med en mikrobølgeovn.

SRI vil ikke tale om, hvordan det vil blive gjort. Men den generelle tilgang vil være at erstatte den kraftkrævende hydraulik, der flytter Atlas' led, med et mindre antal lettere, mere effektive og billigere elektriske komponenter, der kan opnå det samme.

At genoverveje de komponenter, der bruges i avancerede prototyper såsom Atlas for at reducere omkostninger og strømforbrug, er blevet et stort fokus i robotforskning, da ingeniører søger endelig at få disse maskiner til at undslippe laboratoriet, siger Rich Mahoney, SRIs direktør for robotteknologi. Vi fik ting, der er overdesignet, fordi der ikke har været drivkraft til lave omkostninger og godt design, siger han.

I lang tid har forskere været fokuseret på blot at besvare grundlæggende spørgsmål om, hvorvidt fungerende, agile humanoider kunne bygges, siger Mahoney. Vi var i domænet 'Er det muligt?' Han siger, at dette spørgsmål nu er blevet besvaret, så tiden er inde til at reducere omkostningerne ved de komponenter, der bruges i sofistikerede robotben, -arme og -hænder, hvilket gør dem overkommelige for små virksomheder og endda forbrugere. Manipulation er simpelthen ikke tilgængelig på det niveau nu, siger Mahoney. Men det kan være. Han siger, at billigere komponenter ville gøre det muligt for humanoider som Atlas at blive standard sikkerhedsværktøjer på steder som olieplatforme. I stedet for 'I tilfælde af nødbrud', og der er en økse, ville der være en humanoid.

Flinke fingre: Denne tre-fingrede hånd lavet af iRobot kan bruge sine negle til at samle små genstande op. Det kunne laves for omkring $3.000 eller mindre.

Mere umiddelbart kunne disse fremskridt hjælpe et marked, som Melonee Wise, CEO og medstifter af Ubundet robotik , kalder servicerobotik. Det er, når du begynder at se på robotten, der udfører opgaver på menneskelig skala, siger hun. Det betyder, at man skal sanse og manipulere på komplekse måder i et komplekst arbejdsområde, som at flytte dåser i et køleskab.

Plakatbarnet af denne slags robotter er Baxter, en robot med to arme og simple gribere, der kan arbejde på fabrikker sammen med mennesker (se Denne robot kunne transformere produktionen). Wises firma laver en $35.000 mobil robot, kaldet URB-1, der har en enkelt arm. Ligesom Baxter er det beregnet til at arbejde sammen med mennesker i varehuse og andre menneskelige arbejdsområder (se This Might Be the Model T of Workplace Robots ). Både Baxter og URB-1 kan meget med simple gribere og nutidens armteknologi, siger Wise. Men at kunne gøre brug af lavere omkostninger eller mere dygtig teknologi ville være et stort løft for robotter beregnet til menneskelige arbejdsområder.

Adskillige billige robothænder dukkede for nylig op fra et andet DARPA-program kaldet ARM-H. Ved at opnå større kompleksitet til lavere omkostninger kan disse hænder hjælpe Baxter eller Unboundeds robotter med at udføre nye opgaver. Roomba-producenten iRobot arbejdede sammen med Harvard og Yale for at skabe en tre-fingret hånd, der kan gøre alt fra at holde en basketball til at tage en nøgle op liggende fladt på et bord.

Hvis den blev lavet i mængder på et par tusinde, skulle hånden koste omkring 3.000 $, siger Mark Claffee, ledende robotingeniør hos iRobot , som også laver militær- og telepresence-robotter. Det er en dramatisk ændring, siger Claffee, da den nuværende rate for en robothånd med lignende egenskaber starter ved omkring $35.000.

En måde, hvorpå iRobot reducerede omkostningerne, var at bruge gummi i håndens led, hvilket introducerede elasticitet, der gør det muligt for den at få et godt greb om noget uden at specificere placeringen af ​​hver finger nøjagtigt for forskellige objekter. Omkostningerne blev også skåret ned ved kun at give hånden tre fingre. Det er designet, så tre cifre sammen kan fatte noget, og to kan være imod at manipulere mindre objekter.

Vi tror på, at manipulation vil være en game changer, siger Claffee. Forestil dig at have en telepresence-platform som vores Ava 500 der en dag kan samle tingene op. Han arbejder nu på at anvende nogle af de samme designteknikker, som bruges i fingeren, på robotarme.

Claffee siger, at arbejdet vil gøre det muligt for robotter at fungere i meget mere rodede miljøer end Baxter. Disse robotter er dygtige, men dyre, og de er fokuseret på industrielle applikationer, siger Claffee. For at nå ud til forbrugerne skal vi reducere omkostningerne betydeligt og have manipulation til menneskelige miljøer, der er meget mindre strukturerede.

SRI deltog også i ARM-H-programmet og lavede sin egen billige robothånd. Denne hånd gør brug af en billigere, lettere og mere effektiv koblingsmekanisme; den bruger elektrostatiske kræfter til at låse en samling på plads. Udbredt brug af koblinger gør det muligt for en enkelt motor at kontrollere alle tre led i en finger.

Dette kan føre til manipulationsløsninger under tusind dollars, hvilket gør denne form for robotteknologi mere tilpasset forbrugerdomænet, siger Mahoney og påpeger, at små luft- og jordrobotter allerede er tilgængelige for forbrugerne, delvist takket være smartphone-boomet. Hvis Mahoney og andre har ret, er billige, men dygtige robothænder og lemmer måske næste gang at blive overkommelige.

skjule