Без конечностей: этажерка на шаре держит равновесие
Забудьте «Девочку на шаре». Смотрите: на шаре мобильный робот. Данный шар для него — и ноги, и колёса, и гусеницы.
В общем, точка опоры, благодаря которой он переворачивает мир робототехники и, заодно, компьютерную мышь. Как так?
А вот так.
Чего мы желаем от роботов? Само собой разумеется, мобильности и практичности.
на данный момент у них это имеется. Но всё то, что существует в данной области на данный момент, по части удобства возможно охарактеризовано как громоздкое и неповоротливое.
Энтузиасты из университета Карнеги-Меллона (Carnegie Mellon University) Том Лауэрс (Tom B. Lauwers), Джордж Кантор (George A. Kantor) и Ральф Холлис (Ralph Hollis) в далеком прошлом занимаются всевозможными разработками, которые связаны с роботами, и вычисляют такие неприятности очень актуальными.
Вся их работа имеет под собой некую концептуальную базу. Они, например, утверждают, что статичные роботы – те, каковые совершают операции, пребывав на одном и том же месте, равно как и всяческие роботы на бессчётных колёсах – это тупиковая ветвь развития робототехники.
Кроме того не сомневаясь в устойчивости, разработчики боллбота на случай падения натянули на него резиновое колесо. Внешнему виду боллбота в его настоящем состояния, но, это не повредило (фото с сайта msl.ri.cmu.edu).
Как же смогут эти роботы помогать людям, в то время, когда они, того и смотри, смогут сами утратить равновесие, опрокинуться, и к ним самим нужно будет спешить на помощь, считают исследователи.
Дополнительные точки опоры решают проблему только частично, иногда додавая ещё неповоротливости. И по большому счету, этих опор необходимо сделать меньше, оптимальнее одну, — вычисляют американские эксперты.
Приблизительно этим путём команда робототехников, управляет которую доктор наук Холлис, пришла к идее нового выполнения опоры робота – в виде сферы. Так и показалась идея о создании собственного «Боллбота» (ballbot — от британского ball — шар; не путать с марсианскими Ballbots) – нового веского слова в изобретательстве.
Устройство основной части боллбота, которую его создатели именуют «инвертированным шариком мыши» (фото с сайта msl.ri.cmu.edu).
Как утверждает данный коллектив, в базе подхода – создание мобильного, надёжного и устойчивого робота. Исходя из этого, опять-таки, они утвержают, что вышел боллбот «шустрым и грациозным».
По окончании промежуточных версий и многочисленных испытаний боллбот в сегодняшнем виде – полутораметровое устройство весом в 45 кило. Воображает оно собой практически цилиндрическую этажерку с полками, на которых установлено всякое оборудование, и шаром с моторами внизу.
Так выглядит «ходовая часть» боллбота (фото с сайта msl.ri.cmu.edu).
Самое занимательное и неожиданное – сфера. Это, само собой разумеется, страно, но и тут нас не ожидает ничего нового: это устройство данной части, снабжающей передвижение и устойчивость, в действительности выясняется таким же, как… у шарика компьютерной мыши!
Лишь с точностью до напротив.
Так как поколение людей, с шариковыми мышами не друзей, уже подрастает, напомним, у этих сравнительно не так давно распространённых устройств принцип работы был приблизительно таковой. Вращаясь, шарик передаёт вращательный момент на датчики-колёсики.
Их размещение разрешает регистрировать перемещения шарика в двух измерениях. От датчиков сигнал идёт по проводу к компьютеру.
Ральф Холлис сохраняет надежду, что его детище отыщет широкое использование (фото с сайта msl.ri.cmu.edu).
Тут же всё происходит в обратной последовательности: не шар вращает колёсики, а маленькие серводвигатели, пространственно расположенные на одной плоскости, передают упрочнение на него. Соответственно, шар вращается в нужном направлении.
Но тут особенность ещё в том, что он не выскальзывает из-под всей данной конструкции. Более того, она сохраняет фактически полностью вертикальное положение.
Для поддержания равновесия боллбот применяет совокупность стабилизации, которая сразу же регистрирует отклонения от вертикальной оси посредством особых устройств на базе гироскопов.
Устройство боллбота (фото с сайта msl.ri.cmu.edu).
Соответственно, дабы не упасть, в то время, когда, к примеру, его толкают, он обязан начать перемещение в сторону наклона и остановиться в тот момент, в то время, когда равновесие будет достигнуто. В видеоролике (MPEG, 17,7 мегабайта) вы имеете возможность заметить, как Ральф Холлис толкает собственного боллбота, что, но, не ведет к падению.
Заодно поглядите (MPG, 19,8 мегабайта), как боллбот движется в разных направлениях; команды ему передают по беспроводной связи.
Кстати, обратите внимание, он всё время сохраняет фактически вертикальное положение: точность аппаратуры, основанной на двухсотмегагерцевом «Пентиуме», снабжает чувствительность к наклону в 0,5 градусов!
Боллботу нашлось уже первое использование – в офисе.
Неужто разносит кофе? (фото с сайта msl.ri.cmu.edu).
Самое основное — имеется, куда эту разработку приложить: как уже было сообщено, равновесие – «больное место» многих современных роботов.
Но по поводу грациозности разработчики, само собой разумеется, загнули. Откуда они это забрали – тяжело сообщить.
Быть может, в один раз кто-то из них засмотрелся на собственное творение и случайно задумался о живописи. О творчестве, скажем, Пикассо.
