Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Bắc Kinh đang tạo ra bước đột phá mới trong lĩnh vực robot bằng cách công bố một phương pháp điều khiển mang tính cách mạng lấy cảm hứng từ cánh tay con người.
Cách tiếp cận sáng tạo này có khả năng thay đổi cách robot lắp ráp các vệ tinh trong không gian, giải quyết những thách thức phức tạp mà chúng gặp phải trong các hoạt động phức tạp này.
Nghiên cứu mang tính đột phá vừa được công bố trên tạp chí Hệ thống Cyborg và Bionicmang lại hy vọng cho các nhiệm vụ lắp ráp không gian chính xác và ổn định hơn.
Hoạt động không gian với robot
Các sứ mệnh không gian ngày càng dựa vào robot để tương tác với các vật thể trong môi trường phức tạp và luôn thay đổi. Những nhiệm vụ này bao gồm lắp ráp các vệ tinh, thực hiện bảo trì và tiến hành các hoạt động khác nhau trong không gian.
Tuy nhiên, các phương pháp điều khiển robot truyền thống có những hạn chế đáng kể, đặc biệt là trong việc thích ứng với các tình huống đa dạng và không chắc chắn. Rung động trong quá trình lắp ráp có thể gây ra thảm họa, khiến các bộ phận bị hỏng dẫn tới thất bại trong nhiệm vụ.
Để vượt qua những thách thức này, Kỹ thuật thú vị cho chúng ta biết rằng các nhà nghiên cứu ở Bắc Kinh đã tìm đến cánh tay con người để lấy cảm hứng. Họ tập trung vào một khái niệm cơ bản được gọi là sự giảm chấn, tức là làm giảm biên độ dao động hoặc dao động bằng cách tiêu tán năng lượng.
Cánh tay con người vượt trội trong việc điều chỉnh giảm chấn để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau với độ chính xác và ổn định. Ví dụ, khi nhẹ nhàng giữ một vật dễ vỡ, nó sẽ giảm độ giảm chấn để tránh hư hỏng, đồng thời tăng độ giảm chấn khi đẩy một vật nặng để tác dụng thêm lực.
Bắt chước cánh tay con người
Bắt chước đặc điểm vượt trội này của cánh tay con người, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một bộ điều khiển tiếp nhận biến đổi cho robot.
Bộ điều khiển này cho phép robot điều chỉnh mức độ giảm chấn dựa trên các điều kiện tiếp xúc cụ thể và yêu cầu lắp ráp, tương tự như cách cánh tay con người thích ứng với các nhiệm vụ khác nhau.
Hơn nữa, nó có thể bù đắp cho những nhiễu loạn bên ngoài và những bất ổn của môi trường, khiến nó trở thành một công cụ linh hoạt cho các hoạt động không gian phức tạp.
Để kiểm tra tính hiệu quả của phương pháp, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một nền tảng thu thập dữ liệu động để ghi lại chuyển động của cánh tay con người trong các nhiệm vụ lắp ráp.
Họ sử dụng công nghệ tiên tiến như cảm biến lực ATI omega160 6D để đo lực tiếp xúc và hệ thống ghi chuyển động mini Stereolabs ZED để ghi lại vận tốc cuối của cánh tay.
Dữ liệu này giúp họ hiểu được các đặc điểm động của chuyển động của cánh tay con người và xác định ba kiểu tiếp xúc thiết yếu để lắp ráp vệ tinh: tiếp xúc trượt, tiếp xúc va chạm và tiếp xúc ổn định.
Ứng dụng trong thế giới thực
Để chứng minh tính thực tế của phương pháp của họ, các nhà nghiên cứu đã áp dụng nó vào bộ điều khiển robot được thiết kế để lắp ráp vệ tinh trong không gian.
Thông qua các mô phỏng và thử nghiệm mở rộng, họ đã đánh giá hiệu quả của phương pháp của mình trong nhiều tình huống khác nhau và so sánh nó với các phương pháp kiểm soát tuân thủ truyền thống.
Phát hiện của họ chỉ ra rằng phương pháp kiểm soát khả năng tiếp nhận có thể thay đổi giống như con người đã cải thiện đáng kể tính an toàn, mạnh mẽ và khả năng thích ứng của việc lắp ráp không gian robot.
Để xác nhận thêm phương pháp của họ, các nhà nghiên cứu đã thiết lập một nền tảng thử nghiệm trên mặt đất mô phỏng các điều kiện lắp ráp vệ tinh không gian. Nền tảng này cho phép họ đo lực và mô men xoắn theo hướng X, Y và Z ở cuối cánh tay robot.
Nghiên cứu đột phá này nêu bật tiềm năng phát triển các chiến lược điều khiển mô phỏng hành vi giống con người, nâng cao đáng kể khả năng thích ứng, độ chính xác và khả năng điều khiển của robot thực hiện các nhiệm vụ lắp ráp và bảo trì trong không gian.
(Ảnh: Nhà văn John Lopez của TechTimes)
ⓒ 2023 TECHTIMES.com Mọi quyền được bảo lưu. Không sao chép mà không được phép.
Thẻ: