Robot baru menyeimbangkan dan bergerak pada bola, bukan kaki atau roda

Anonim

Robot baru menyeimbangkan dan bergerak pada bola, bukan kaki atau roda

Robotika

Mike Hanlon

13 Agustus 2006

2 gambar

13 Agustus 2006 Bertolak belakang dengan robot humanoid bipedal yang digambarkan dalam fiksi ilmiah, para peneliti Carnegie Mellon University telah mengembangkan jenis robot mobile baru yang menyeimbangkan bola. "Ballbot" adalah robot mandiri, baterai yang dioperasikan, omnidirectional yang menyeimbangkan secara dinamis pada bola logam berlapis urethane tunggal. Beratnya 95 pon dan merupakan perkiraan tinggi dan lebar seseorang. Karena bentuknya yang panjang, tipis dan kemampuan bermanuver di ruang yang sempit, ia memiliki potensi berfungsi lebih baik daripada robot yang ada saat ini di lingkungan dengan orang-orang.

Pencipta Ballbot, Profesor Riset Robotika Ralph Hollis, mengatakan robot tersebut mewakili paradigma baru dalam robot bergerak. Apa yang dimulai sebagai konsep di bengkel rumahnya telah didanai selama dua tahun terakhir dengan hibah dari National Science Foundation.

Hollis sedang bekerja untuk membuktikan bahwa robot yang stabil secara dinamis seperti Ballbot dapat mengungguli rekan-rekan statis mereka. Robot mobile tradisional yang stabil secara statis memiliki tiga atau lebih roda untuk mendapat dukungan, tetapi pangkalan mereka pada umumnya terlalu lebar untuk bergerak dengan mudah di antara orang dan furnitur. Mereka juga dapat memberi tip jika mereka bergerak terlalu cepat atau beroperasi di lereng.

"Kami ingin menciptakan robot yang dapat bermanuver dengan mudah dan cukup tinggi untuk menatap mata Anda, " kata Hollis. “Ballbot tinggi dan kurus, dengan pusat gravitasi yang jauh lebih tinggi daripada robot beroda tradisional. Karena itu omnidirectional, itu bisa bergerak dengan mudah ke segala arah tanpa harus berbelok dulu. ”

Ballbot memiliki komputer onboard yang membaca informasi keseimbangan dari sensor internalnya, mengaktifkan rol yang memobilisasi bola yang digerakkannya - sistem yang pada dasarnya merupakan drive mouse-inverse. Ketika Ballbot tidak beroperasi, ia berdiri di atas tiga kaki yang bisa ditarik.

Hollis mencatat bahwa robot berkaki saat ini, seperti humanoids, sangat kompleks dan mahal. Dia mencari alternatif sederhana untuk lebih memahami masalah stabilitas dinamis untuk robot mobile di lingkungan manusia. Ia percaya bahwa penelitian ini dapat menghasilkan robot yang dapat memiliki interaksi yang bermanfaat dan bermakna dengan orang-orang yang sudah lanjut usia, cacat atau membutuhkan bantuan di lingkungan kantor.

Hollis dan timnya - termasuk Robotics Institute Project Scientist George Kantor dan mahasiswa pascasarjana Tom Lauwers, Anish Mampetta dan Eric Schearer - telah menunjukkan Ballbot bergerak di permukaan karpet. Mereka mempresentasikan temuan penelitian mereka pada bulan Oktober 2005 di Simposium Internasional bergengsi untuk Penelitian Robotika di San Francisco, dan baru-baru ini di Konferensi Internasional tentang Robotika dan Otomasi, yang berlangsung pada pertengahan Mei di Orlando, Florida. Rencana mendatang untuk Ballbot termasuk menambahkan kepala dan sepasang lengan. Mengayunkan lengan, kata Hollis, akan membantu memutar dan menyeimbangkan tubuh.

"Kami ingin membuat Ballbot lebih cepat, lebih dinamis dan anggun, " katanya. "Tapi ada banyak rintangan yang harus diatasi, seperti menanggapi kontak yang tidak direncanakan dengan lingkungannya, merencanakan gerakan di ruang yang berantakan dan masalah keamanan."

Hollis telah menjadi pelopor dalam bidang robot mobil sejak ia mulai membangunnya sebagai hobi pada 1950-an - jauh sebelum ada transistor komoditas, komputer pribadi, atau bagian-bagian yang mudah diakses dari rak. Pada 1960-an, ia mengembangkan salah satu robot mobil pertama di dunia dan mengikuti itu pada 1970-an dengan robot mobile Newt, yang merupakan salah satu yang pertama memiliki komputer onboard. Hollis menulis artikel tentang Newt untuk Majalah Byte yang sudah mati yang terpilih sebagai salah satu dari berita terbaik publikasi sepanjang masa. Newt kemudian menjadi subjek dalam dokumenter televisi NOVA "The Mind Machines."

Hobi Hollis akhirnya menjadi kariernya. Ia meraih gelar sarjana dan magister di bidang fisika dari Universitas Negeri Kansas dan gelar doktor di bidang ini dari University of Colorado. Setelah waktu yang singkat di North American Aviation, di mana ia bekerja pada simulasi komputer kendaraan-pesawat ruang angkasa, ia bergabung dengan staf di Pusat Penelitian Thomas J. Watson IBM pada tahun 1978. Awalnya ia berfokus pada magnetisme dan akustik, tetapi melompat ke kesempatan untuk memasuki program penelitian robotika pemula mereka. Ia menjabat sebagai manajer robotika canggih di Departemen Riset Manufaktur IBM dari 1986 hingga 1993, ketika ia menerima posisi sebagai ilmuwan riset senior di Carnegie Mellon's Robotics Institute.

"Ketika saya mulai membangun robot, lapangan itu bahkan tidak ada, " kata Hollis. “Sekarang lapangan telah tumbuh di sekitar saya dan saya sedang di tengah-tengahnya. Seperti mimpi yang menjadi kenyataan. "

Makalah dapat diunduh di sini dan di sini.