科学家正在解决在应急响应中使用机器人的最大障碍之一

桑迪亚国家实验室正在解决在应急响应中使用机器人的最大障碍之一：能源效率。

通过国防高级研究计划局(DARPA)支持的项目，桑迪亚正在开发技术，该技术将显着提高腿式机器人的耐力，帮助他们长时间运行，同时执行与灾难响应情景最相关的运动类型。

桑迪亚展示这项技术的新机器人之一将在明年6月与DARPA机器人挑战赛总决赛同期举行的博览会上展示。

随着决赛的临近，世界上一些最先进的机器人研究和开发组织正在竞相开发能够完成DARPA规定的一系列任务的应急机器人。竞争机器人将面临退化的物理环境，模拟可能在自然灾害或人为灾难中发生的情况。许多机器人将在腿上行走，以允许他们谈判具有挑战性的地形。

桑迪亚的机器人将不会参加明年6月的决赛，但他们最终可以帮助获胜的机器人延长电池续航时间，直到他们的救生工作完成。

“我们将展示节能型双足步行机器人的成型效率。提高效率可以使类似于竞争对手的机器人在不给电池充电的情况下运行更长时间，”桑迪亚智能系统控制部的项目负责人Steve Buerger说。 。

电池需要持续用于应急机器人

电池寿命是机器人用于应急响应的重要问题。

“你可以拥有这个星球上最大，最糟糕，最坚韧的机器人，但是如果它的电池续航时间是10或20分钟，就像现在的许多人一样，当生命受到威胁时，机器人不可能在紧急情况下运行，”血栓闭塞性脉管炎。

第一个机器人桑迪亚正在开发支持DARPA挑战，被称为桑迪亚传输高效原型促进研究的STEPPR。它是一个功能齐全的研究平台，允许开发人员尝试不同的联合级机制，其功能类似于肘部和膝盖，以量化使用的能量。

桑迪亚的第二个机器人，WANDERER用于行走拟人化的新型驱动高效机器人应急响应，将是一个更优化和更好包装的原型。

节能执行器是测试的关键

测试的关键是桑迪亚的新型节能执行器，它们可以移动机器人的关节。驱动系统使用高效的无刷直流电机，具有非常高的扭矩重量比，非常有效的低传动比和专门为每个接头定制的被动机构，以确保能效。

“我们利用各种腿部行为常见的动态特性，并添加一组'支撑元件'，包括弹簧和可变传动装置，使电机在更有效的速度 - 扭矩条件下运行，减少损失，”伯格说。

Buerger说，当在低速下提供大扭矩时，电动机效率特别低，例如，对于蹲伏机器人。一个简单的支撑元件，如弹簧，可以提供扭矩，减少电机的负载。

“支撑元件还允许机器人在改变行为时进行自我调整。例如，当他们从水平行走变为上坡行走时，他们可以对他们的关节动力进行微妙调整，以在新条件下优化效率，”Buerger说。

机器人必须适应应急响应情景中预期的各种条件。

“某些腿式机器人设计在平地上行走时非常有效，但在其他条件下功能极其低效，或者无法在不同类型的地形上行走。机器人需要一个驱动系统才能在许多不同条件下实现高效运动，”Buerger说。“这就是可调支撑元件可以做到的。”

早期测试表明STEPPR可以高效，安静地运行。

“噪音失去了能量，所以保持安静与高效率相辅相成。大多数机器人会产生很多噪音，这对某些应用来说可能是一个主要缺点，”Buerger说。

机器人的电子产品，某些软件将被公开发布

STEPPR和WANDERER的电子和低级软件正由开源机器人基金会开发。这些设计将公开发布，让世界各地的工程师和设计师能够充分利用这些优势。

佛罗里达人类和机器认知研究所正在为这两种机器人开发节能的步行控制算法。麻省理工学院和Globe Motors也为该项目做出了贡献。

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