Если еще несколько десятилетий назад в кино и книгах роботы были представлены как машины, которые поработят мир, то сейчас они наши незаменимые помощники во многих отраслях деятельности. Рассмотрим примеры роботов, которые уже сейчас во многом упрощают нам жизнь и активно применяются на производстве.
Роботы-курьеры
Доставка продуктов, готовой еды, товаров так активно проникла в нашу жизнь, что мы уже не представляем, как можно без этого обойтись. Причем в непогоду количество заказов возрастает, а их доставка усложняется, и здесь на помощь приходят роботы-доставщики. Первый наземный беспилотный робот курьер в России был представлен на всеобщее обозрение в 2019 году компанией Яндекс. Задачами такого робота является доставка грузов в затрудненных погодных и дорожных условиях. Роботы курьеры последнего поколения могут перевозить до 20 кг полезного груза в отсеке объёмом 60 л — это шесть пицц диаметром 40 см и три двухлитровые бутылки с напитками.
Чтобы получить свой заказ, достаточно нажать кнопку в приложении, и крышка откроется автоматически. Робот способен распознать попытку взлома крышки и защитить содержимое грузового отсека, заперев его на замок. Время работы без подзарядки последних моделей увеличилось до семи часов. Роботы последнего поколения оснащены лидаром с 64 лучами, что обеспечивает больший угол зрения по вертикали. Благодаря дополнительным камерам робот смог добиться увеличения поля зрения и охвата до 360 градусов.
Теперь ориентироваться в окружающем мире роботам помогает два радара, один лидар, пять камер, акселерометр и GNSS. Функциональную безопасность обеспечивают девять ультразвуковых сенсоров.
Коллаборативные роботы
Многие производства включают довольно простые технологические операции, которые повторяются многократно и не требуют специальных навыков от работника, например сборка узла из компонентов, укладка грузов на поддоны, проверка готовой продукции, нанесение покрытий, сварка.
Такие операции отлично выполняют роботы-помощники - коллаборативные роботы (коботы). Они не устают и не берут больничный, точность выполняемых операций не снижается даже при непрерывной работе, в то время как человеку необходим отдых. Коботы помогают в выполнении таких операций, как фрезерование, токарная обработка, шлифование, резка металла, 3D печать.
Особенностями коботов является безопасное сотрудничество с человеком, быстрая настройка на выполнение операций, возможность переналадки и переоснащения. То есть, имея одного робота, возможно «научить» его делать разные технологические операции и автоматизировать производство. Ограничениями в использовании коботов являются относительно небольшой рабочий вес и стационарное положение, однако при этом стоимость такого робота существенно ниже, чем станка. Коботы не способны перемещаться по цеху, чтобы заменить собой все стадии производства, но они способны выполнять операции вместе с человеком или другими машинами.
Гибкие роботы
Мягкие или гибкие роботы могут найти применение везде, куда механизмы традиционных конструкций пробраться не смогут. В отличие от роботов, построенных из жестких материалов, мягкие роботы обеспечивают повышенную гибкость и адаптируемость для выполнения задач, а также повышенную безопасность при работе с людьми. Эти характеристики позволяют использовать его в медицине и производстве: роботы помогут оценить обстановку под завалами в случае ЧС, диагностировать состояние трубопровода и даже выполнить сварку труб изнутри. В статье, опубликованной журналом Science Robotics, описывают ползающего робота, заключенного в 72-метровую герметичную оболочку. Нагнетая воздух и изгибая внутренний гибкий стержень, робот способен вытягиваться вверх или проскальзывать в самые узкие лазы. В передней части робота расположены датчики, которые помогают ему сохранять правильное направление движения, а камера позволяет операторам следить за процессом.
Тенсегрити-роботы
Тенсегрити - это принцип построения конструкций из стержней и тросов, в которых стержни работают на сжатие, а тросы — на растяжение. При этом стержни не соприкасаются друг с другом, а висят в пространстве. Их относительное положение фиксируется растянутыми тросами, в результате чего ни один из стержней не работает на изгиб. Описывая этот принцип более понятным языком, можно сказать, что благодаря эластичности связей, когда один элемент структуры сдвигается, все остальные элементы сдвигаются за ним или адаптируются к новой конфигурации, поддаваясь этим сдвигам и не ломаясь.
Принцип тенсегрити нашел свое применение и в робототехнике. Такой робот перемещается по поверхности как адаптивная конструкция, состоящая из твердых ребер и натянутых пружин. Самый известный аппарат, работающий на принципе тенсегрити, — наземный робот NASA Super Ball Bot для исследования поверхностей планет.
Интересной особенностью конструкции тенсегрити-роботов является то, что для их движения используются возникающие в конструкции вибрации. Обычно вибрации в технике гасят из-за их неблагоприятного и порой разрушительного эффекта. Но при создании тенсегрити разработчики решили не бороться с вибрациями, а использовать их для наиболее эффективного передвижения — нужная частота вибрации моторов вызывает резонанс конструкции и робот начинает шагать, переставляя вершины тенсегрити-каркаса.
