Nowa technologia kolaboratywna

Aby roboty mogły bezpiecznie poruszać się w pobliżu ludzi, muszą widzieć, że się zbliżają i wiedzieć, kiedy dochodzi z nimi do fizycznego kontaktu. Nowo opracowany system pozwala im realizować ten cel dzięki wykorzystaniu kamer umieszczonych w ich ramionach.

Technologia znana jako ProTac rozwijana jest przez profesora Van Anh Ho, dr Quan Khanh Luu i ich współpracowników z Japońskiego Instytutu Zaawansowanej Nauki i Technologii (JAIST). System został wbudowany w cylindryczny segment manipulatora, choć może być również stosowany w innych jego częściach.

Wydrążony segment posiada miękką, przezroczystą powłokę polimerową, która została pokryta elastyczną warstwą polimerowego materiału ciekłokrystalicznego (PDLC). Poprzez przyłożenie do niego napięcia, można szybko przełączać go między stanem przezroczystym a nieprzezroczystym. Na wewnętrznej powierzchni PDLC znajduje się szereg rozmieszczonych w odpowiednich odstępach znaczników, które przez cały czas pozostają nieprzezroczyste. Wewnątrz ramienia po jego obu stronach znajdują się natomiast dwie kamery stereoskopowe.

Gdy materiał PDLC pozostaje przezroczysty, kamery z aktywnym systemem wizyjnym mogą poprzez jego powierzchnię postrzegać świat zewnętrzny. Jeśli system zauważy zbliżający się obiekt, robot może się zatrzymać lub odsunąć, aby uniknąć bezpośredniego kontaktu.

W przypadku nieprzezroczystej formy wewnętrzne kamery rejestrują jedynie układ kropek zawieszonych na czarnym tle. Jeśli ktoś dotknie elastycznej skóry robota, nacisk spowoduje zmianę odstępów między nimi, dzięki czemu na podstawie tak zarejestrowanego odkształcenia robot będzie w stanie określić siłę, z jakim ramię zostało dotknięte.

ProTac można również ustawić w tryb migotania, w którym PDLC stale i szybko przełącza się między oboma stanami. Pozwala to na przełączanie się między wykrywaniem zbliżeniowym a dotykowym, dzięki czemu robot może śledzić poruszające się osoby i wiedzieć, kiedy dotykają one manipulatora. Technologię można zastosować w różnych dziedzinach, w których bezpieczeństwo i interakcja fizyczna mają kluczowe znaczenie.

Artykuł na temat badań został niedawno opublikowany w czasopiśmie IEEE Transactions on Robotics.

(rr)