7 robot per aiutarvi ad automatizzare la vostra attività (e fare di più, più velocemente)

Esempi di un robot commerciale, Robot: cos’è, come funziona e modelli disponibili

7 robot per aiutarvi ad automatizzare la vostra attività (e fare di più, più velocemente)

Una gamba robotica alimentata dai muscoli dell'aria Gli attuatori sono i " muscoli " di un robot, le parti che convertono l' energia immagazzinata in movimento. Gli attuatori di gran lunga più diffusi sono i motori elettrici che ruotano una ruota o un ingranaggio e gli attuatori lineari che controllano i robot industriali nelle fabbriche. Ci sono alcuni recenti progressi in tipi alternativi di attuatori, alimentati da elettricità, prodotti chimici o aria compressa. Motori elettrici Articolo principale: motore elettrico La stragrande maggioranza dei robot utilizza motori elettrici, spesso motori CC con spazzole e brushless nei robot portatili o motori CA nei robot industriali e nelle macchine CNC.

Questi motori sono spesso preferiti in sistemi con carichi più leggeri e dove la forma predominante di movimento è rotazionale. Attuatori lineari Articolo principale: attuatore lineare Vari tipi di attuatori lineari si muovono dentro e fuori invece che ruotando e spesso hanno cambi di direzione più rapidi, in particolare quando sono necessarie forze molto grandi come con la robotica industriale.

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Sono tipicamente opzioni binarie con un deposito di 1 da aria compressa e ossidata attuatore pneumatico o da un olio attuatore idraulico. Gli attuatori lineari possono anche essere alimentati da elettricità che di solito consiste in un motore e una vite. Un altro tipo comune è un attuatore lineare meccanico che viene ruotato a mano, come una cremagliera e un pignone su un'auto.

Attuatori elastici di serie L'attuazione elastica della serie SEA si basa sull'idea di introdurre un'elasticità intenzionale tra l'attuatore del motore e il carico per un controllo della forza robusto. A causa della minore inerzia riflessa risultante, l'attivazione elastica in serie migliora la sicurezza quando un robot interagisce con l'ambiente ad es. Persone o pezzo in lavorazione o durante le collisioni. Inoltre, fornisce anche efficienza energetica e assorbimento degli urti filtraggio opzione di scambio e over-the-counter riducendo l'usura eccessiva della trasmissione e di altri componenti meccanici.

Questo approccio è stato impiegato con successo in vari robot, in particolare robot di produzione avanzati e robot umanoidi ambulanti. Il design del controllore di un attuatore elastico in serie viene spesso eseguito nell'ambito della passività poiché garantisce la sicurezza dell'interazione con ambienti non strutturati.

Nonostante la sua notevole stabilità e robustezza, questo framework risente dei severi limiti imposti al controller che possono compromettere le prestazioni. Il lettore si rimanda alla seguente indagine che riassume le architetture comuni del controller per SEA insieme alle corrispondenti condizioni di passività sufficienti. Uno studio recente ha derivato le condizioni di passività necessarie e sufficienti per una delle architetture di controllo dell'impedenza più comunivale a dire SEA di origine della velocità.

Sono utilizzati in alcune applicazioni robotiche. Sono stati utilizzati per alcune piccole applicazioni robotiche. Motori piezo Articolo principale: motore piezoelettrico Le alternative recenti ai motori CC sono i motori piezoelettrici o i motori a ultrasuoni. Questi funzionano su un principio fondamentalmente diverso, per cui minuscoli elementi piezoceramiciche vibrano molte migliaia di volte al secondo, causano un movimento lineare o rotatorio.

Esistono diversi meccanismi di funzionamento; un tipo utilizza la vibrazione degli elementi piezoelettrici per far avanzare il motore in un cerchio o in una linea retta.

Un altro tipo utilizza gli elementi piezoelettrici per far vibrare un dado o per azionare una vite. I vantaggi di questi motori vero apprendimento come guadagnare con le opzioni binarie la risoluzione nanometricala velocità e la forza disponibile per le loro dimensioni. Questi motori sono già disponibili in commercio e vengono utilizzati su alcuni robot. Nanotubi elastici Ulteriori informazioni: nanotubi di carbonio I nanotubi elastici sono una promettente tecnologia muscolare artificiale in fase iniziale di sviluppo sperimentale.

I bicipiti umani potrebbero essere sostituiti con un filo di 8 mm di questo materiale. Tale "muscolo" compatto potrebbe consentire ai futuri robot di correre più veloce e superare gli umani.

Sensing Articoli principali: rilevamento robotico e sensori robotici I sensori consentono ai robot di ricevere informazioni su una determinata misurazione dell'ambiente o di componenti interni. Questo è essenziale per i robot per svolgere i propri compiti e agire su eventuali cambiamenti nell'ambiente per calcolare la risposta appropriata. Vengono utilizzati per varie forme di misurazioni, per fornire ai robot avvisi sulla sicurezza o sui malfunzionamenti e per fornire informazioni in tempo reale sull'attività che sta eseguendo.

Toccare Articolo principale: sensore tattile Le attuali mani robotiche e protesiche ricevono molte meno informazioni tattili rispetto alla mano umana. Una recente ricerca ha sviluppato un array di sensori tattili che imita le proprietà meccaniche e i recettori tattili delle punte delle dita umane.

La matrice di sensori è costituita da un nucleo rigido circondato da fluido conduttivo contenuto da una pellicola elastomerica. Gli elettrodi esempi di un robot commerciale montati sulla superficie del nucleo rigido e sono collegati a un dispositivo di misurazione dell'impedenza all'interno del nucleo.

Quando la pelle artificiale tocca un oggetto, il percorso del fluido attorno agli elettrodi si deforma, producendo cambiamenti di impedenza che mappano le forze ricevute dall'oggetto. I ricercatori si aspettano che un'importante funzione di tali costo delletere artificiali sarà la regolazione della presa robotica sugli oggetti tenuti.

Scienziati di diversi paesi europei e di Israele hanno sviluppato una prezzo del robot commerciale protesica nelchiamata SmartHand, che funziona come una mano reale, consentendo ai pazienti di scrivere con essa, digitare su una tastierasuonare il piano ed eseguire altri movimenti fini. La protesi è dotata di sensori che consentono al paziente di percepire la sensazione reale nelle sue punte delle dita.

Visione Vedi anche: Unità di elaborazione della visione La visione artificiale è la scienza e la tecnologia delle macchine che vedono. In quanto disciplina scientifica, la visione artificiale si occupa della teoria alla base dei sistemi artificiali che estraggono informazioni dalle immagini.

I dati dell'immagine possono assumere molte forme, esempi di un robot commerciale sequenze video e visualizzazioni dalle telecamere. Nella maggior parte delle applicazioni pratiche di visione artificiale, i computer sono preprogrammati per risolvere un compito particolare, ma i metodi basati sull'apprendimento stanno diventando sempre più comuni.

I sistemi di visione artificiale si basano su sensori di immagine che rilevano la radiazione elettromagnetica che è tipicamente sotto forma di luce visibile o luce infrarossa.

I sensori sono progettati utilizzando la fisica dello stato solido.

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Il processo mediante il quale la luce si propaga e si riflette sulle superfici viene spiegato utilizzando l' ottica. Sensori di immagine sofisticati richiedono persino la meccanica quantistica per fornire una comprensione completa del processo di formazione dell'immagine. I robot possono anche essere dotati di più sensori di visione per essere in grado di esempi di un robot commerciale meglio il senso di profondità nell'ambiente. Come gli occhi umani, anche gli "occhi" dei robot devono essere in grado di concentrarsi su una particolare area di interesse e anche adattarsi alle variazioni di intensità della luce.

Esiste un sottocampo all'interno della visione artificiale in cui i sistemi artificiali sono progettati per imitare l'elaborazione e il comportamento del sistema biologicoa diversi livelli di complessità. Inoltre, alcuni dei metodi basati sull'apprendimento sviluppati nell'ambito della visione artificiale hanno il loro esempi di un robot commerciale in biologia. Altro Altre forme comuni di rilevamento nella robotica utilizzano lidar, radar e sonar.

Lidar misura la distanza da un target illuminando il target con luce laser e misurando la luce riflessa con un sensore. Il radar utilizza le onde radio per determinare la portata, l'angolo o la velocità degli oggetti.

Il sonar utilizza la propagazione del suono per navigare, comunicare o rilevare oggetti sopra o sotto la superficie dell'acqua. Manipolazione Puma, uno dei primi robot industriali Baxter, un robot industriale moderno e versatile sviluppato da Rodney Brooks Ulteriori informazioni: Manipolatore mobile Una definizione di manipolazione robotica è stata fornita da Matt Mason come: "manipolazione si riferisce al controllo di un agente del proprio ambiente attraverso il contatto selettivo".

I robot devono manipolare gli oggetti; raccogliere, modificare, distruggere o altrimenti avere un effetto. Pertanto, le estremità funzionali di un braccio robotico destinate a produrre l'effetto sia che si tratti di una mano o di uno strumento sono spesso indicate come effettori di estremitàmentre il "braccio" è indicato come un manipolatore. La maggior parte dei bracci robotici dispone di effettori finali sostituibili, ciascuno dei quali consente loro di eseguire una piccola gamma di compiti.

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Pinze meccaniche Uno dei tipi più comuni di dispositivi di estremità sono le "pinze". Nella sua manifestazione più semplice, consiste di due sole dita che possono aprirsi e chiudersi per raccogliere e lasciare andare una serie di piccoli oggetti. Ad esempio, le dita possono essere costituite da una catena attraversata da un filo esempi di un robot commerciale. Le mani che assomigliano e funzionano più come una mano umana includono la mano dell'ombra e la mano del Robonaut.

Le mani che sono di una complessità di livello medio includono la mano di Delft. Le pinze meccaniche possono essere di vari tipi, comprese le ganasce a frizione e comprensive. Le ganasce di attrito utilizzano tutta la forza della pinza per mantenere l'oggetto in posizione utilizzando l'attrito. Le mascelle avvolgenti sostengono l'oggetto in posizione, utilizzando meno attrito. Attuatori finali di aspirazione Gli effettori dell'estremità di aspirazione, alimentati da generatori di vuoto, sono dispositivi astrittivi molto semplici che possono sostenere carichi molto grandi a condizione che la superficie di prensione sia abbastanza liscia da garantire l'aspirazione.

I robot pick and place per componenti elettronici e per oggetti di grandi dimensioni come i parabrezza delle auto, spesso utilizzano dispositivi di estremità del vuoto molto semplici. Ad esempio: si consideri il caso di un sistema di visione robotica che stima la posizione di una bottiglia d'acqua, ma ha 1 centimetro di errore.

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Si tratta di manipolatori molto abili, con fino a 20 gradi di libertà e centinaia di sensori tattili. Locomozione Robot rotanti Segway nel museo dei robot a Nagoya Per semplicità, la maggior parte dei robot mobili ha quattro ruote o un numero di tracce continue.

Alcuni ricercatori hanno provato a creare robot su ruote più complessi con solo una o due ruote.

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Questi possono avere alcuni vantaggi come una maggiore efficienza e parti ridotte, oltre a consentire a un robot di navigare in luoghi ristretti che un robot a quattro ruote non sarebbe in grado di fare. Robot di bilanciamento a due ruote I robot di bilanciamento generalmente utilizzano un giroscopio per rilevare quanto sta cadendo un robot e quindi guidano le ruote proporzionalmente nella stessa direzione, per controbilanciare la caduta centinaia di volte al secondo, in base alla dinamica di un pendolo rovesciato.

Sono stati progettati molti robot di bilanciamento diversi. Robot di bilanciamento a una ruota Articolo principale: monociclo autobilanciato Un robot di bilanciamento a una ruota è un'estensione di un robot di bilanciamento a due ruote in modo che possa muoversi in qualsiasi direzione 2D utilizzando una palla rotonda come unica ruota.

Recentemente sono stati progettati diversi robot di bilanciamento a una ruota, come il " Ballbot " della Carnegie Mellon Universityche è l'altezza e la larghezza approssimative di una persona, e il "BallIP" della Tohoku Gakuin University. A causa della forma lunga esempi di un robot commerciale sottile e della capacità di manovrare in spazi ristretti, hanno il potenziale per funzionare meglio di altri robot in ambienti con persone.

Questi sono stati anche indicati come un orb bot o un ball bot. Le ruote cingolate si comportano come se fossero composte da centinaia di ruote, quindi sono molto opzione farfalla per i robot outdoor e militari, dove il robot deve guidare su terreni molto accidentati. Tuttavia, sono difficili da usare all'interno come esempi di un robot commerciale tappeti e pavimenti lisci.

Camminata applicata ai robot Camminare è un problema difficile e dinamico da risolvere. Sono stati realizzati diversi robot che possono camminare in modo affidabile su due gambe, tuttavia, nessuno è ancora stato realizzato che sia robusto come un essere umano.

Sono stati costruiti molti altri robot che camminano su più di due gambe, poiché questi robot sono molto più facili da costruire. I robot ambulanti possono essere utilizzati per terreni irregolari, il che fornirebbe una migliore mobilità ed efficienza energetica rispetto ad altri metodi di locomozione. In genere, i robot su due gambe possono camminare bene su pavimenti piatti e occasionalmente possono salire le scale.

Tentativi di bordo calcolatore del robot per mantenere totale forze inerziali la combinazione di Terra s' gravità e l' accelerazione e la decelerazione dei piediesattamente opposti dal pavimento forza di reazione la forza del pavimento spingendo indietro a piedi del robot. In questo modo le due forze si annullano senza lasciare alcun momento forza che fa ruotare e cadere il robot. Tuttavia, questo non è esattamente il come puoi guadagnare molto e velocemente in cui cammina un essere umano e la differenza è evidente per gli osservatori umani, alcuni dei quali hanno sottolineato che ASIMO cammina come se avesse bisogno del gabinetto.

L'algoritmo di camminata di ASIMO non è statico e esempi di un robot commerciale utilizzato un bilanciamento dinamico vedi sotto. Tuttavia, richiede ancora una superficie liscia su cui camminare.

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Saltellando Diversi robot, costruiti negli anni '80 da Marc Raibert al MIT Leg Laboratory, hanno dimostrato con successo una deambulazione molto esempi di un robot commerciale.

Inizialmente, un robot con una sola gamba e un piede molto piccolo poteva rimanere in piedi semplicemente saltellando. Il movimento è lo stesso di quello di una persona su un pogo stick. Quando il robot cade di lato, salta leggermente in quella direzione, per riprendersi. Ben presto, l'algoritmo fu generalizzato a due e quattro gambe. Un robot bipede è stato dimostrato che corre e persino esegue salti mortali. È stato anche dimostrato un quadrupede in grado di trottarecorrere, andare a passo e saltare.

Per un elenco completo di questi robot, vedere la pagina dei robot del laboratorio per gambe del MIT. Bilanciamento dinamico caduta controllata Un modo più avanzato per far camminare un robot è utilizzare un algoritmo di bilanciamento dinamico, che è potenzialmente più robusto della tecnica Zero Moment Point, esempi di un robot commerciale monitora costantemente il movimento del robot e posiziona i piedi per mantenere la stabilità.

Un altro esempio è il TU Delft Flame. Dinamica passiva Articolo principale: dinamiche passive Forse l'approccio più promettente utilizza dinamiche passive in cui lo slancio degli arti oscillanti viene utilizzato per una maggiore efficienza. È stato dimostrato che i meccanismi umanoidi totalmente privi di potere possono camminare lungo un pendio dolce, usando solo la gravità per spingersi.

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Utilizzando questa tecnica, un robot deve fornire solo una piccola quantità di potenza del motore per camminare su una superficie piana o un po 'di più per camminare su una collina. Altri metodi di locomozione Volare Un moderno aereo di linea passeggeri è essenzialmente un robot volantecon due umani che lo gestiscono.

Altri robot volanti sono disabitati e sono noti come veicoli aerei senza pilota UAV. Possono essere più piccoli e leggeri senza un pilota umano a bordo e volare in territori pericolosi per missioni di sorveglianza militare. Alcuni possono persino sparare su bersagli sotto comando. Sono in fase di sviluppo anche UAV che possono sparare sui bersagli automaticamente, senza la necessità di un comando da parte di un essere umano.

Altri robot volanti includono missili da crocieraEntomopter e il robot micro elicottero Epson. Serpeggiante Due serpenti robot. Quello di sinistra ha 64 motori con 2 gradi di libertà per segmentoquello di destra Diversi robot serpente sono stati sviluppati con successo.

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Imitando il modo in cui si muovono i serpenti reali, questi robot possono navigare in spazi molto ristretti, il che significa che un giorno potrebbero essere usati per cercare persone intrappolate in edifici crollati. Pattinando È stato sviluppato un piccolo numero di robot da pattinaggiouno dei quali è un dispositivo di camminata e pattinaggio multimodale. Ha quattro gambe, con ruote non motorizzate, che possono fare un passo o rotolare.

Cappuccino, un robot rampicante Arrampicata Sono stati utilizzati diversi approcci per sviluppare robot in grado di arrampicarsi su superfici verticali. Un approccio imita i movimenti di uno scalatore umano su una parete con sporgenze; regolando il centro di massa e spostando ogni arto a turno per guadagnare leva. Un esempio di questo è Cappuccini, costruito dal Dr. Ruixiang Zhang presso la Stanford University, in California.

Un altro approccio utilizza il metodo specializzato in puntale dei gechi che si arrampicano sulle paretiche possono correre su superfici lisce come il vetro verticale. Esempi di questo strategia delle opzioni 60 includono Wallbot e Stickybot.

Un robot non deve ferire esseri umani o tramite la sua non azione consentire un danno agli stessi. Un robot deve obbedire agli ordini degli esseri umani eccetto quando questi siano in contrasto con la prima legge. Un robot deve agire per proteggere la sua stessa esistenza fintanto che tali azioni non siano in contrasto con le prime due leggi.

Il China's Technology Daily ha riferito il 15 novembre che il Dr.