Университет Иннополис разрабатывает роботов с грузоподъемностью в 3 раза выше аналогов

Университет Иннополис разрабатывает роботов с грузоподъемностью в 3 раза выше аналогов. Разработкой инженеры университета занимаются вместе с корейским Университетом KAIST. Об этом «Хайтеку» рассказали представители ИТ-вуза.

Робототехники двух стран выиграли совместный грант в конкурсе на лучшие проекты фундаментальных научных исследований, проводимом РФФИ и Национальным исследовательским фондом Кореи. Проект Университета Иннополис и KAIST попал в число 13 победителей из 84 претендентов.

Ученые создадут робототехнические системы и манипуляторы, состоящие из звеньев параллельного типа на основе скрученных нитей — twisted string actuators, TSA. Это позволит в 2-3 раза повысить полезную нагрузку подобных систем и точность управления ими. В приводах на основе TSA нить с одной стороны закреплена на двигателе, а второй ее конец присоединен к рабочему органу или механизму, который перемещает полезную нагрузку. В результате закручивания нити сокращаются и приводят в движение рабочий орган.

Данный тип приводов имеет ряд уникальных преимуществ, которые делают его привлекательным при разработке и проектировании всевозможных робототехнических систем — легкий вес, высокие развиваемые усилия, точность, гибкость при проектировании и установке.

Игорь Гапонов, руководитель Лаборатории мехатроники, управления и прототипирования университета Иннополис

Большинство роботизированных рук с последовательной структурой, использующих традиционные приводы, обладают сравнительно низкой грузоподъёмностью. Приводы в таких устройствах обычно устанавливаются в сочленениях — суставах, и поэтому «плечо» робота вынуждено перемещать на себе остальные 5-6 приводов. В итоге манипулятор весом, например, 500 кг способен поднять не более 50 кг полезной нагрузки. Однако вес таких манипуляторов можно существенно уменьшить с сохранением грузоподъёмности благодаря применению новых приводов и звеньев на базе TSA. Однако специалисты из команды разработчиков планируют увеличить этот показатель в три раза, чтобы робот весом в 500 кг мог поднимать до 150 кг полезной нагрузки.

Другой популярный класс промышленных манипуляторов, где планируется применять TSA — устройства параллельного типа с большим рабочим диапазоном, также называемые дельта-роботами. У них высокая скорость, но сравнительно низкая грузоподъемность, из-за чего на подобные манипуляторы нельзя устанавливать многофункциональные роботизированные схваты без серьезного ухудшения производительности. Однако низкий вес TSA позволяет создавать на их основе более гибкие и легкие роботизированные схваты, например, двигатель в данном приводе можно устанавливать удаленно от схвата — на основании робота, и таким образом масса кисти, закрепляемой на робототехнической руке, составит не более 200–300 г, в отличие от большинства коммерческих аналогов, вес которых составляет 0,5 кг и более.

Работа над проектом началась в марте и продлится до конца 2021 года. Совместная команда состоит из 13 человек. От Университета Иннополис проектом руководит Игорь Гапонов, от KAIST — профессор Джи-Хван Рю. Российский ИТ-вуз отвечает за разработку математического аппарата и синтез структур на основе TSA. К середине второго года ученые планируют завершить разработку системы управления подобными устройствами и провести эксперименты на синтезированных механизмах. Сотрудники KAIST сосредоточатся на разработке адаптивной системы управления и разработают систему на основе пассивности. Изготовление опытных образцов и эксперименты ученые двух стран проведут совместно.

За 2 года исследователи планируют описать теоретические основы моделирования статики и динамики параллельных механизмов и роботов на основе TSA, разработать методы получения информации о внешних воздействиях на робота со стороны окружающей среды без специализированных датчиков силы, классифицировать конструкции подобных роботов и описание их свойств с учетом применения TSA, методы автоматизированного синтеза систем с желаемыми характеристиками, синтез опытных образцов роботов с оптимизированной структурой, разработать математический аппарат для автоматического планирования и оптимизации траектории движения звеньев и роботов, а также адаптивные системы управления отдельными приводами на скрученных нитях и устройствах на их основе.

По словам сотрудников Университета Иннополис, на основе разработанных и сконструированных модулей получится спроектировать устройства и системы, которым найдут применение практически во всех областях современной техники: промышленные манипуляторы и станки, человеко-машинные интерфейсы, медицинская робототехника, экзоскелеты и другое. Отдельные модули на основе TSA можно внедрять в мобильных роботов и любые другие системы, где необходимы линейные приводы.

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Силикон сделали проводником и заставили сиять: это считалось невозможным
Наука
Разработаны контактные линзы ночного зрения: они позволяют видеть в темноте
Наука
Китайские роботы показали боевые навыки перед первым турниром по робобоксу
Новости
«Нежелательные колебания атомов» использовали для хранения информации
Наука
Тайны Иерусалима: под полом древнего здания нашли золотые драгоценности 
Наука
Microsoft добавила ИИ в «Блокнот» и Paint: что умеют новые функции в Windows 11
Новости
В России научились собирать беспилотники с помощью цифрового помощника
Наука
Пять планет можно увидеть невооружённым глазом в июне: где и когда смотреть в России
Космос
Частная космическая компания проведет стыковку спутников на орбите
Космос
Черные дыры могут незаметно расти внутри звезд, считают астрофизики
Космос
Раскрыто происхождение зубной боли: чувствительность зародилась в панцире древних рыб
Наука
В сети нашли базу с паролями от 184 млн аккаунтов, включая Google, Apple и Meta*
Новости
Физики объяснили, как звуковые удары от самолетов попадают в помещения
Наука
Астрономы наблюдали жесткую космическую «битву» двух галактик
Космос
Новая система от Google распознает контент, который сделал ИИ
Новости
Приехали: почему россияне пересаживаются с прокатных на личные электросамокаты
Новости
Очередные тарифы Трампа сломают интернет: что нас ждет
Новости
За мигрантами в Москве будут следить через смартфоны: как работает эксперимент
Новости
Нейросеть, которая ускоряет разработку лекарств, сделали в России
Наука
Российский аналог Raspberry Pi на процессоре СКИФ создали в Новосибирске
Новости