LR Mate 200iD pramoninėje roboto rankoje yra miniatiūriniai komponentai, skirti mažo pasiekiamumo vokams. Šaltinis: FANUC
Miniatiūrizavimas robotikoje apima robotų ir jų komponentų dydžio sumažinimą ir jų galios didinimą. Tai yra jutiklių, kompiuterių, maitinimo valdymo ir pavarų pritaikymas mažesniam plotui neprarandant tikslumo ar patikimumo.
Šios naujos mašinos gali atlikti užduotis vietose, kurios per mažos didesnėms mašinoms ar žmonėms, todėl jos yra optimalios gamykloms, ligoninėms ir kasykloms.
Kompaktiškų robotų sistemų privalumai
Perėjimas prie miniatiūrizavimo suteikia didelę naudą, todėl jis kuriamas ir naudojamas daugelyje mokslo ir pramonės sričių.
Padidintas greitis ir tikslumas
Mažesni komponentai yra natūraliai lengvesni. Ši sumažinta masė leidžia daug greičiau įsibėgėti ir sulėtinti.
Kai tarpai, lankstumas ir atstumas sumažinami esant mažesniam masteliui, padidėja tikslumas. Atliekant mikro surinkimą arba patikrinimą, tai reiškia, kad bus griežčiau sekamas kelias, trumpesni ciklai ir mažesnis viršijimas.
Didesnis efektyvumas ir mažesnės sąnaudos
Mažesnės pakuotės paprastai sunaudoja mažiau energijos ir naudoja mažiau medžiagų, todėl sumažėja gamybos ir eksploatavimo išlaidos. Įmonės, siekiančios išplėsti automatizavimą, kompaktiškus robotus vertina kaip įperkamą ir tvarų sprendimą, galintį sutaupyti vertingo ploto gamyklose, laboratorijose, sandėliuose ir kitose patalpose.
Didesnis prieinamumas ir mobilumas
Kompaktiški robotai gali pasiekti vietas, kur didesnės mašinos negali pasiekti. Narvuose esantys tikrinimo dronai be problemų prasiskverbia pro kanalus, cisternas ir indus.
Laboratorijos ir transportavimo skyriai naudojo narvais apsaugotas neįgulas orlaivius (UAV) tiltų ir uždaros erdvės vaizdavimui, kai GPS neleidžiama, o žmonių įėjimas būtų lėtas arba pavojingas. Miniatiūriniai antžeminiai robotai ir svaidomieji robotai taip pat žvalgo ankštas patalpas, kol žmonės neseka.
Robotikos miniatiūrizavimo technologija
Šis perėjimas prie mažesnių robotų yra pagrįstas dešimtmečių pažanga mikro masto inžinerijos srityje. Pagrindiniai elektroniniai komponentai leido sukurti šiuolaikinius kompaktiškus robotus.
MEMS pažanga
Mikroelektromechaninės sistemos (MEMS) leidžia lustų mastelio jutimui ir įjungimui tapti įprasta. Jie integruoja mažus mechaninius elementus, jutiklius ir elektroniką į vieną silicio lustą, veikiantį kaip mažų robotų „akys ir ausys“.
Kadangi MEMS yra maži ir taupo energiją, jie tinka autonominėms sistemoms. Universiteto programose aprašoma, kaip MEMS dabar apima inercinį jutimą, aplinkos stebėjimą, mikroskysčius ir net lengvą valdymą – visa tai tokiais dydžiais ir kainomis, kad tilptų į miniatiūrinius robotus.
Mikrovaldiklio vaidmuo
Valdymo sistema yra smegenys, o miniatiūriniuose robotuose tai yra mikrovaldiklis. Mikrovaldiklis yra išbaigta skaičiavimo sistema vienoje integrinėje grandinėje, kurioje yra procesorius, atmintis ir įvesties / išvesties periferiniai įrenginiai. Jis gali veikti kaip vienas vienetas, skirtas realaus laiko signalo apdorojimui, kuris yra gyvybiškai svarbus atliekant tokias užduotis kaip balansavimas arba kliūčių navigacija.
Ši koncepcija apima minkštąją robotiką. Minkštos konstrukcijos prisitaiko prie paviršių, paskirstydamos įtampą didesniame tūryje ir efektyviai sumažindamos smūgio jėgą. Tokios strategijos yra patrauklios kuriant ir kuriant sistemas, skirtas valdyti įvairius trapius ar netaisyklingos formos objektus arba veikti aplink žmones. Tikslas yra sukurti biologiškai įkvėptus robotus, kurie leistų prisitaikyti ir lanksčiai sąveikauti su nenuspėjama aplinka.
Realaus pasaulio miniatiūrizavimo programos
Atėjo įdomūs laikai, o kelios įmonės pirmauja su savo galingų, kompaktiškų robotų versijomis. Štai keletas pavyzdžių.
Medicinos ir sveikatos priežiūros programos
Medtronic chirurginiai robotai
„Medtronic“ kuria robotų operacijų platformas ir daugiausia dėmesio skyrė stuburo ir smegenų procedūrų sistemoms nuo tada, kai įsigijo „Mazor Robotics“. Ji padarė pažangą gamindama minkštus, valdomus ir formą keičiančius kateterius ir prietaisus, skirtus širdies ir endovaskuliniam gydymui.
Bendrovės tikslas – sukurti robotizuotus kateterius, kurie, vadovaujant vaizdams, gali keisti formą, kad galėtų naršyti plakančios širdies aplinkoje.
Modelių serija iš Hugo robotinės chirurgijos (RAS) sistemos. Šaltinis: Medtronic
Intuityvi chirurginė da Vinci sistema
„Da Vinci“ chirurginė sistema pasižymi skirtingo masto miniatiūrizavimo galia. Nors pats „Intuitive Surgical“ robotas yra didelis, jo instrumentai yra maži. Šie maži įrankiai leidžia chirurgams lengvai atlikti sudėtingas, minimaliai invazines procedūras, todėl mažiau traumuojama ir pacientas greičiau pasveiksta.
Pramonė ir gamyba
Mecademic Meca500
„Mecademic“ teigė, kad jos „Meca500“ yra viena mažiausių ir tiksliausių šešių ašių pramoninių robotų rankų, skirtų mikro mazgų bandymams ir tikrinimui.
MIT Linkolno laboratorija demonstravo mikroplazmos purškimo galvutę, sumontuotą ant Meca500, skirtą elektroninėms medžiagoms spausdinti, iliustruojančią, kaip mažos rankos leidžia atlikti laboratorinių stendų gamybos darbus. Ligoninėse ir vaizdo gavimo branduoliuose taip pat naudojami Meca500 įrenginiai, skirti automatizuotam mėginių tvarkymui.
Meca500 robotinė ranka, valdoma MIT absolvento. Šaltinis: MIT
FANUC LR Mate 200iD serija
Universitetai moko ir tyrinėja FANUC LR Mate 200iD robotus, nes jie derina mažo pasiekiamumo apvalkalus su pramoniniais darbo ciklais. Ši linija skirta didelio tankio gamyklos išdėstymui, atliekant užduotis, įskaitant smulkių dalių tvarkymą ir mašinų priežiūrą.
Miniatiūrizavimas leidžia apžiūrėti ir tyrinėti
ReconRobotics
„ReconRobotics“ yra pripažinta dėl savo taktinių mikrorobotų, kuriuos teisėsauga ir kariuomenė naudoja neatidėliotinai priežiūrai ir žvalgybai sunkiai pasiekiamose situacijose. Tvirti robotai suteikia operatoriams svarbią informaciją, išlaikydami saugų atstumą.
„Throwbot 2“ sukurtas perkeliamumui ir situacijos suvokimui. Šaltinis: ReconRobotics
Flyability Elios 3
„Flyability“ sukūrė savo „Elios 3“ droną, skirtą tikrinti patalpose ir uždarose erdvėse. Jis apsaugotas narve, leidžiančiu veikti pavojingomis pramoninėmis sąlygomis, pavyzdžiui, kasyklose, rezervuaruose ir katiluose.
Su susidūrimams atspariu dizainu ir „Lidar“ integracija „Elios“ skirta pagerinti darbuotojų saugą, nes žmonės nepatenka į pavojingas zonas.
Elios 3 stabilumo jutiklių vizualizacija. Šaltinis: Flyability
Miniatiūrizacija ir robotika turi šviesią ateitį
Niekas nesustabdo robotikos pažangos ir miniatiūrizavimo būtinybės. Tolesni naujų energijos šaltinių ir biologiškai suderinamų medžiagų tyrimai neabejotinai praplės to, kas įmanoma. Robotų spiečius yra dar viena svarbi tyrimų sritis.
Kad sumažintų riziką, susijusią su mikro galios modulių naudojimu reguliuojamoje aplinkoje, organizacijos turėtų stebėti standartus ir saugos sertifikatus. Kadangi jutimas, paleidimas ir integruotas AI tampa glaudžiau integruojami, miniatiūrinės sistemos pereis nuo bandomųjų į gamybos platformas, kurios teikia vertę pramonei ir sveikatos priežiūrai.
Apie autorę
Apie autoręLou Farrellas, vyresnysis Revolutionized redaktorius, daugelį metų rašė robotikos, kompiuterijos ir technologijų temomis. Jis labai mėgsta savo aprašytas istorijas ir apskritai rašymą.
Šis straipsnis paskelbtas gavus leidimą.
