211service.com
Billigare leder och siffror för robotrevolutionen närmare
Atlas humanoid-robot, som presenterades förra året av Boston Dynamics, ett företag som senare förvärvades av Google, är ett underverk. Den kan klättra över spillror och använda elverktyg. Men dessa förmågor är inte billiga. Atlas har en prislapp långt över en miljon dollar, och den förbrukar cirka 15 kilowatt elektricitet när den är i drift, vilket innebär höga elräkningar för sin ägare och begränsar dess praktiska funktion. Det räcker för att driva ett litet stadskvarter, säger Alexander Kernbaum, forskningsingenjör vid den ideella forskningsbyrån SRI International . För att vara verkligt praktisk, säger han, måste Atlas vara många gånger effektivare.
Hjälpande hand : En ny typ av elektrostatisk koppling från SRI gör denna design cirka 10 gånger billigare än tidigare robothänder, vilket kan kosta $35 000 eller mer.
Kernbaum är en del av ett team på SRI som nyligen började arbeta med det problemet under ett kontrakt med DARPA, Pentagon forskningsbyrå (Atlas själv byggdes med DARPA-finansiering). Teamet siktar på att ompröva robotens design för att bevara dess kapacitet men minska dess strömförbrukning med minst 20 gånger, vilket gör den i nivå med en mikrovågsugn.
SRI kommer inte att prata om hur det kommer att göras. Men det allmänna tillvägagångssättet kommer att vara att ersätta den kraftkrävande hydrauliken som flyttar Atlas leder med ett mindre antal lättare, effektivare och billigare elektriska komponenter som kan åstadkomma samma sak.
Att tänka om komponenterna som används i avancerade prototyper som Atlas för att minska kostnader och energiförbrukning har blivit ett stort fokus i robotforskningen eftersom ingenjörer försöker att äntligen få dessa maskiner att fly labbet, säger Rich Mahoney, SRI:s chef för robotik. Vi har saker som är överdesignade eftersom det inte har varit drivkraft för låg kostnad och bra design, säger han.
Under lång tid har forskare varit fokuserade på att helt enkelt svara på grundläggande frågor om huruvida fungerande, smidiga humanoider kunde byggas, säger Mahoney. Vi var i domänen 'Är detta möjligt?' Han säger att den här frågan nu har besvarats, så det är dags att sänka kostnaderna för komponenterna som används i sofistikerade robotben, armar och händer, vilket gör dem överkomliga för små. företag och även konsumenter. Manipulation är helt enkelt inte tillgänglig på den nivån nu, säger Mahoney. Men det kan det vara. Han säger att billigare komponenter skulle göra det möjligt för humanoider som Atlas att bli standardsäkerhetsverktyg på platser som oljeriggar. Istället för 'I fall av nödfall krossas glas' och det finns en yxa, skulle det finnas en humanoid.
Smidiga fingrar: Denna trefingrade hand gjord av iRobot kan använda sina naglar för att plocka upp små föremål. Det kan göras för runt $3 000 eller mindre.
Mer omedelbart kan dessa framsteg hjälpa en marknad som Melonee Wise, VD och medgrundare av Obegränsad robotik , kallar tjänsterobotik. Det är när du börjar titta på roboten som gör uppgifter i mänsklig skala, säger hon. Det innebär att man måste känna av och manipulera på komplexa sätt i en komplex arbetsyta, som att flytta burkar i ett kylskåp.
Affischbarnet för den här typen av robotik är Baxter, en robot med två armar och enkla gripdon som kan arbeta i fabriker tillsammans med människor (se Den här roboten kan omvandla tillverkningen). Wises företag tillverkar en $35 000 mobil robot, kallad URB-1, som har en enda arm. Liksom Baxter är det tänkt att arbeta tillsammans med människor i lager och andra mänskliga arbetsplatser (se This Might Be the Model T of Workplace Robots ). Både Baxter och URB-1 kan göra mycket med enkla gripdon och dagens armteknologi, säger Wise. Men att kunna använda sig av lägre kostnad eller mer kapabel teknik skulle vara ett stort lyft för robotar avsedda för mänskliga arbetsplatser.
Flera billiga robothänder dök nyligen upp från ett annat DARPA-program som heter ARM-H. Genom att uppnå större komplexitet till lägre kostnader kan dessa händer hjälpa Baxter eller Unboundeds robotar att utföra nya uppgifter. Roomba-tillverkaren iRobot arbetade med Harvard och Yale för att skapa en hand med tre fingrar som kan göra allt från att hålla en basketboll till att plocka upp en nyckel som ligger platt på ett bord.
Om den tillverkades i kvantiteter på några tusen skulle handen kosta runt 3 000 dollar, säger Mark Claffee, huvudrobotingenjör på jag robot , som också gör militär- och telenärvarorobotar. Det är en dramatisk förändring, säger Claffee, eftersom den nuvarande kursen för en robothand med liknande möjligheter börjar på cirka 35 000 $.
Ett sätt som iRobot sänkte kostnaderna var att använda gummi i handens leder, vilket introducerade fjädrande som gör att den kan få ett bra grepp om något utan att specificera positionen för varje finger exakt för olika föremål. Kostnaderna skars också ned genom att bara ge handen tre fingrar. Den är utformad så att tre siffror tillsammans kan greppa något, och två kan vara emot att manipulera mindre föremål.
Vi tror att manipulation kommer att bli en game changer, säger Claffee. Föreställ dig att ha en telenärvaroplattform som vår Ava 500 som en dag kan plocka upp saker. Han arbetar nu med att tillämpa några av samma designtekniker som används i fingret på robotarmar.
Claffee säger att arbetet kommer att tillåta robotar att fungera i mycket stökigare miljöer än Baxter. Dessa robotar är kapabla men dyra och de är fokuserade på industriella applikationer, säger Claffee. För att nå konsumenter måste vi minska kostnaderna avsevärt och ha manipulation för mänskliga miljöer som är mycket mindre strukturerade.
SRI deltog också i ARM-H-programmet och gjorde sin egen billiga robothand. Denna hand använder en billigare, lättare och effektivare kopplingsmekanism; den använder elektrostatiska krafter för att låsa en led på plats. Genom att använda kopplingar i stor utsträckning kan en enda motor kontrollera alla tre lederna i ett finger.
Detta kan leda till manipulationslösningar under tusen dollar, vilket gör den här typen av robotik mer anpassad till konsumentdomänen, säger Mahoney och påpekar att små flyg- och markrobotar redan är tillgängliga för konsumenter, delvis tack vare smartphoneboomen. Om Mahoney och andra har rätt, kan billiga men kapabla robothänder och lemmar vara nästa att bli överkomliga.