Институт передовых технологий Южной Кореи (KAIST) совместно с компанией Rainbow Robotics разработал необычного гуманоидного робота FX-2, похожего на кентавра. Вместо головы у него… кресло. Оператор словно продляет корпус робота своим телом. Он восседает на уровне груди и управляет им при помощи двух многофункциональных рукояток.
Такая конструкция выглядит небезопасно и явно требует доработки. Во время краткой предварительной демонстрации оператор просто сидел в шлеме, зафиксированный в кресле пятиточечными ремнями безопасности. Они уберегают его от незапланированного покидания кабины, но в случае падения вперёд робот станет высокотехнологичным надгробием.
Впрочем, это маловероятно. У FX-2 продвинутая система автоматической стабилизации, да и ходит он крайне осторожно – мелкими шагами со скоростью менее двух километров в час. Зато открытая кабина позволила уменьшить массу и габариты робота почти вдвое. Официально технические детали новинки пока не разглашаются, однако за основу был взят HUBO-2+, принципиальная схема которого известна.
CCD-камеру предшественника в FX-2 убрали вместе с головой – теперь глазами робота стали глаза оператора. Большую часть грудного отсека занимает литий-полимерная батарея. У HUBO-2+ ёмкость АКБ составляла 412 Вт*ч, и её хватало на два часа автономной работы. FX-2 таскает на себе оператора и будет как минимум вдвое тяжелее. Поэтому, либо в него установят более ёмкий аккумулятор, либо он сократит время работы на одном заряде до часа.
Там же в груди робота через прослойки теплоизолятора размещены основной вычислительный модуль с обработчиком событий в реальном времени и система охлаждения. Решение спорное, поскольку самые горячие элементы оказались в одном отсеке, но хоть оператор получил бесплатный подогрев сидения с вибромассажем. Дрожит и раскачивается FX-2 при ходьбе очень заметно.
В тазовой области робота установлена основная часть инерциальной системы отсчёта (IMU) – контроллер и датчики ускорения. Датчики наклона поместили в лодыжках, а трёхосные гироскопы установили на запястья. Среднеквадратичная ошибка отклонения для разных компонентов IMU составляет 0,3 – 1,5 градуса – почти ювелир!
Манипуляторы представляют собой упрощённую имитацию человеческих рук со струнными приводами (синтетическими сухожилиями на основе нейлона). Плечевой сустав робота имеет две степени свободы. Третью обеспечивает дополнительный поворотный сегмент, расположенный между плечевым суставом и предплечьем.
Кинематическая пара в самом предплечье также изменена. В ней нет продольного разделения, которое у человека выполняют локтевая и лучевая кости, однако есть поперечное. Оно делит предплечье на запястный и локтевой сегменты, закреплённые на цилиндрических шарнирах в разной ориентации. Запястный сегмент обеспечивает сгибание, а локтевой – вращение. Таким образом, без учёта пальцев роборука имеет шесть степеней свободы.
Пальцев у робота пять (один из которых противолежащий) и в каждом привычно по три сустава. Однако суставы используются зависимые с общим актуатором, поэтому пальцы имеют только одну степень свободы, а не 2+1 как у человека.
Всего у робота 35 степеней свободы: одна у корпуса, по одиннадцать у каждой руки и по шесть у каждой ноги. Сочленениями управляют отдельные актуаторы. Их восемнадцать и все, кроме одного, попарно подключены к контроллеру сервоприводов.
В движение робота приводят двигатели постоянного тока с гармоническим редуктором. Они управляются двухканальным контроллером с датчиком Холла, термопарой и цифровым амперметром. Все данные передаются по CAN-шине (как в автомобиле) и постоянно анализируются системой самодиагностики. Также их можно считать, подключившись к диагностическому порту.
Потенциальные области применения у FX-2 такие же, как у других роботов, непосредственно управляемых оператором. Отличие в том, что его удалось сделать компактнее и проще.
Источник: http://www.rainbow-robotics.com
