Humanoid robot understøtter beredskabsteam

Forskere ved IIT-Istituto Italiano di Tecnologia testede en ny version af WALK-MAN humanoid-robotten til understøttelse af beredskabsteam ved brande. Robotten er i stand til at lokalisere ilden og gå mod den, og derefter aktivere en slukker. Under operationen, det indsamler billeder og sender dem tilbage til beredskabsteam, der kan evaluere situationen og styre robotten på afstand. Det nye WALK-MAN-design har en lettere overkrop og nye hænder for at reducere byggeomkostningerne og forbedre ydeevnen.

WALK-MAN-robotten er nu ved sin sidste valideringsfase. Projektet involverede også University of Pisa i Italien, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) i Schweiz, Karlsruhe Institute of Technology (KIT) i Tyskland og Université Catholique de Louvain (UCL) i Belgien. Partnerne bidrog til bevægelseskontrol, opfattelsesevne, råd og bevægelsesplanlægning, simuleringsværktøjer og manipulationskontrol.

Valideringsscenariet blev defineret i samarbejde med det italienske civilbeskyttelsesorgan i Firenze, som deltog i projektet i rådgivende egenskab. Under den sidste test, WALK-MAN behandlede et scenario, der repræsenterer et industrianlæg, der blev beskadiget af et jordskælv, hvor gaslækager og brand var til stede, en farlig situation for mennesker. Scenariet blev genskabt i IIT -laboratorier, hvor robotten var i stand til at navigere gennem et beskadiget rum og udføre fire specifikke opgaver:åbne og krydse døren for at komme ind i zonen; lokalisering af ventilen, der kontrollerer gaslækagen og lukker den; fjernelse af affald på sin vej; og identificering af ilden og aktivering af en brandslukker.

Robotten styres af en menneskelig operatør gennem en virtuel grænseflade og en sensoriseret dragt, som Tony Stark i Jernmand . Operatøren leder robotten fra en station, der er placeret fjernt fra ulykkesstedet, modtagelse af billeder og anden information fra robotens opfattelsessystemer.

Den første version af WALK-MAN blev udgivet i 2015, men forskere ønskede at introducere nye materialer og optimere designet for at reducere fabrikationsomkostninger og forbedre ydeevnen. Den nye version af WALK-MAN har en lettere overkrop, som tog seks måneder at udvikle, involverer et team på omkring 10 personer koordineret af Nikolaos Tsagarakis, forsker ved IIT og koordinator for WALK-MAN-projektet.

Den nye WALK-MAN er en humanoid robot 1,85 meter høj lavet af lette materialer, herunder Ergal (60 procent), magnesiumlegeringer (25 procent) og titanium, jern og plast. Forskere reducerede sin vægt fra prototypens 133 kilo til 102 kilo, gør robotten mere dynamisk. Benene kan bevæge sig hurtigere, har en lettere overkropsmasse at bære. Den højere dynamiske ydeevne giver robotten mulighed for at reagere hurtigere med sine ben, opretholde balancen under virkningen af ​​fysiske interaktionsforstyrrelser - dette er meget vigtigt for at tilpasse tempoet til ujævnt terræn og variable interaktionsscenarier. Den lettere overkrop reducerer også sit energiforbrug, og WALK-MAN kan køre med et mindre batteri (1 kWh) i cirka to timer.

Den lettere overkrop er lavet af magnesiumlegeringer og sammensatte strukturer, og den drives af en ny version af lette bløde aktuatorer. Dens ydeevne er blevet forbedret, med en højere nyttelast (10 kg/arm) end den originale (7 kg/arm); dermed, den kan bære tunge genstande i mere end 10 minutter.

Den nye overkrop er også mere kompakt (62 cm skulderbredde, 31 cm torso dybde), giver robotten stor fleksibilitet til at passere gennem standarddøre og smalle passager.

Hænderne er en ny version af Soft-Hand udviklet af Centro Ricerche E. Piaggio fra University of Pisa (gruppe af Prof. A. Bicchi) i samarbejde med IIT. De indeholder kompositmateriale til fingrene, og har et mere menneskelignende finger-til-håndfladestørrelsesforhold, der gør det muligt for WALK-MAN at forstå forskellige objektformer. På trods af deres vægttab, hænderne har samme styrke som den originale version, med lignende alsidighed i håndtering og fysisk robusthed.

WALK-MAN karosseriet styres af 32 motorer og kontrolkort, fire kraft- og momentfølere ved hænder og fødder, og to accelerometre til styring af dens balance. Dens led viser elastisk bevægelse, der tillader robotten at være kompatibel og have sikre interaktioner med mennesker og miljøet. Dens softwarearkitektur er baseret på XBotCore -rammer, YARP platform, ROS og Gazebo. The robot head has cameras, a 3-D laser scanner, and microphone sensors. I fremtiden, it can be also equipped with chemical sensors for detecting toxic agents.