Hitech logo

Кейсы

Ученые разработали метод роботизированной сборки в космосе на основе движений рук человека

TODO:
Екатерина Шемякинская5 ноября 2023 г., 06:35

Переход к использованию роботов в сборке и обслуживании космических аппаратов не только удобен, но и обеспечивает безопасность астронавтов. Роботам не так страшны суровые условия космоса, как людям. Однако существующие методы контроля соответствия не всегда обеспечивают достаточно точные результаты, что затрудняет процесс сборки. Исследователи из Пекинского технологического института предложили метод управления, основанный на принципах движений человеческой руки. Эта технология повышает безопасность, надежность и адаптивность роботизированной сборки в космосе.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Контроль соответствия — это алгоритмы обеспечения правильной связи и соответствия между роботическим манипулятором и объектом, с которым он работает. Этот контроль позволяет роботу точно определить, где находится объект, и как взаимодействовать с ним в процессе выполнения задачи, чтобы не повредить. Текущие стратегии контроля соответствия используют различные алгоритмы для улучшения адаптивности и эффективности роботов. Среди них — контроль демпфирования, контроль жесткости, гибридное управление силой и положением, а также алгоритмы нечеткого адаптивного управления. Однако эти методы не являются надежными в непредсказуемых условиях и часто страдают от чрезмерной вибрации, что мешает сборке.

Новый подход Пекинского института вдохновлен скелетно-мышечной системой человеческой руки, которая может гибко регулировать демпфирование для безопасного и стабильного выполнения многих задач. Чтобы точно определить характеристики движения рук человека, ученые использовали высокопроизводительное оборудование для измерения и анализа полученных данных. Основные компоненты системы включают подсистему захвата движения и подсистему измерения контактной силы. Датчик ATI omega160 6D используется для сбора данных о контактной силе между рукой человека и деталями сборки, а данные о конечной скорости руки получают с помощью мини-системы захвата движения Stereolabs ZED. Затем эта информация применяется к роботам-манипуляторам, что позволяет им имитировать движения человека.

Учитывая разнообразие задач и схем контакта, включенных в процесс сборки спутников, исследователи проанализировали различные сценарии и разделили его на три различные схемы контакта. Это позволяет точнее моделировать космическую сборку с использованием роботов.

Ученые протестировали моделирование сборки космического спутника с помощью наземной экспериментальной платформы. Их система смогла измерять силы и моменты, возникающие на конце роботической руки в трех различных пространственных осях. Эксперимент показал многообещающие результаты, подтвердив эффективность этого подхода в повышении адаптивности, точности и управляемости роботов при выполнении сборочных задач.

По словам ученых, необходимы дальнейшие исследования. Их цель состоит в том, чтобы разработать роботов, которые смогут выполнять гибкие задачи по сборке с человеческой ловкостью и эффективностью, а также противостоять суровым условиям космоса.