robot badawczy – Robotyka

Z robotem wśród pingwinów

Kuba Łozowski — Thu, 12 May 2022 11:11:08 +0000

05/12/2022

Wyspa Atka, archipelag Aleutów, Antarktyda. Kolonia pingwinów cesarskich cieszy się słonecznym dniem. Pomiędzy grupami ciekawskich ptaków porusza się robot.

Pingwin Cesarski to kawał ptaka, dorosły może mierzyć do 1,3m wysokości. Nieco niższy, pomalowany na żółto jeżdżący robot nie wyróżnia się z tłumu. Pingwiny z ciekawością patrzą na poruszającą się między nimi maszynę. Ponieważ nie mają naturalnych wrogów na lądzie (Antarktyda), nie wykazują płochliwości. Zdaniem naukowców, małemu robotowi udzielą większej ilości informacji o swoim życiu niż człowiekowi.

Robot ECHO należy do Woods Hole Oceanographic Institution i ma za zadanie zbieranie danych w czasie rzeczywistym. Jego największymi zaletami są praca 24 godziny na dobę oraz znacznie zmniejszona ingerencja w życie pingwinów w stosunku do konwencjonalnych badań. ECHO jest częścią większego międzynarodowego, multidyscyplinarnego przedsięwzięcia badawczego o nazwie MARE, które monitoruje wpływ zmian wywołanych przez człowieka na Ocean Południowy.

Badania pingwinów

“Analogowe” badanie nie jest proste. By być w stanie śledzić szlaki ptaków, naukowcy muszą fizycznie schwytać i oznaczyć każdego pingwina na plecach. Każdy tag to system pasywnego transpondera (PIT) i identyfikacji radiowej (RFID). Działa to podobnie do chipów microID umieszczanych na plecach zwierząt. Ale aby zebrać dane o chipach, naukowcy muszą podejść wystarczająco blisko urządzeń, aby je zeskanować, a czasami pingwiny mają nieprzewidywalny harmonogram żerowania lub pogoda może być zbyt surowa, aby ludzie mogli wyjść w teren.

Robot ECHO jest zarówno sterowalny zdalnie, jak i może być autonomiczny. Można go dowolnie zaprogramować, by jeździł określoną ścieżką wokół kolonii. Pojazd wyposażony jest w kilka narzędzi, w tym LIDAR oraz kamerę 360 stopni, która potrafi wykrywać pingwiny w śnieżnym środowisku. Robot posiada również antenę – prostokątny panel ustawiony jak łyżka buldożera. Antena wysyła impuls, który aktywuje drugą antenę przymocowaną do znacznika pingwina. Ta identyfikuje zwierzę.

„Jako człowiek nie możesz chodzić i próbować skanować 15 000 lub 24 000 pingwinów każdego roku, to niemożliwe”, mówi Zitterbart. „Ilość danych, które możemy zebrać za pośrednictwem ECHO, jest czymś, czego nigdy nie bylibyśmy w stanie osiągnąć żadną inną metodą w tym miejscu”. mówi Daniel P. Zitterbart, główny badacz w Laboratorium Teledetekcji Zwierząt Morskich.

Udoskonalenie robota

Projekt jest wciąż na wczesnym etapie testów, a zespół pracuje nad ulepszeniami, mówi Zitterbart. Na przykład bateria ECHO wystarcza na około jeden dzień. Nie ma też zestawu do ochrony ECHO przed nagłą burzą śnieżną. Ostatecznie zespół MARE chce, aby ECHO zaparkowało wewnątrz SPOT, małej placówki z kamerami i monitorami, która od około 10 lat obserwowała kolonię w Zatoce Atka. SPOT może służyć jako rodzaj garażu, w którym ECHO może się schronić i naładować, mówi Zitterbart.

Źródło: smithsonianmag.com, CBS News, popsci.com,

Zobacz też: Mars: Preserverance bada podziemne jezioro

Artykuł Z robotem wśród pingwinów pochodzi z serwisu Robotyka.

Robot, który pomaga walczyć z emisją dwutlenku węgla

Mateusz Tomanek — Mon, 15 Nov 2021 12:45:41 +0000

11/15/2021

Robot nazwany Benthic Rover II został stworzony w Instytucie nauk o wodzie w Monterey. Jego przeznaczeniem jest badanie dna morskiego oraz oceanicznego w celu monitorowania poziomu zanieczyszczenia dwutlenkiem węgla.

Ocieplenie klimatu, które obecnie obserwujemy w dużej mierze „zawdzięczamy” emisji gazów cieplarnianych. Wśród nich prym wiedzie dwutlenek węgla dlaczego badanie jego obecności w różnych miejscach naszej planety jest szczególnie ważne. Naukowcy i inżynierowie z Instytucie nauk o wodzie w Monterey (MBARI) postanowili rozpocząć monitorowanie poziomu zanieczyszczenia dwutlenkiem węgla morza i oceany.

Dwutlenek węgla głęboko na dnie

Okazuje się, że dwutlenek węgla, którego poziom z powodzeniem jesteśmy w stanie mierzyć w powietrzu dostaje się także do wody. Naukowcy chcieli więc dowiedzieć się jak CO2 wpływa na obecne w wodzie życie. Benthic Rover II to autonomiczny robot, który jest w stanie pomóc naukowcom w odpowiedzeniu na te i inne pytania. Robot ten jest w stanie zanurzyć się na głębokość 4 tys. metrów i przeprowadzić potrzebne pomiary.

Benthic Rover II będzie pracował na dnie oceanu przez dłuższy czas i dzięki niemu dowiemy się jaką dokładnie rolę pełnią oceanu w obiegu dwutlenku węgla w ziemskiej atmosferze. Zebrane przez robota informacje przyczynią się także do lepszego zrozumienia jak zmiany klimatu wpływają na morza i oceany.

„Pierwsze sukcesy tego podwodnego robota pozwalają nam na jego długofalową eksploatację. Chcemy dowiedzieć się jakie są zależności między dnem morskim, a kolumnami wody, które się nad nim znajdują. Zrozumienie mechanizmów, które tam działają jest kluczowe, żeby w pełni zrozumieć działanie gazów cieplarnianych na naszą planetę. Bez tego robota nie byłoby to możliwe” – powiedział Ken Smith, z MBARI.

Dwutlenek węgla badany przez robota

Dlaczego akurat musimy badać dno oceaniczne w celu monitorowania poziomu dwutlenku węgla? I to jeszcze do tego za pomocą robota? Roboty są nieodzowne w tego typu przedsięwzięciach przede wszystkim ze względu na wysokie ciśnienie tam panujące.

Samo dno oceanu nie jest nam ludziom znane w dostateczny sposób. Część naukowców twierdzi nawet, że więcej wiemy o powierzchni księżyca niż o dnie oceanów na Ziemi. Co jednak nie powinno dziwić, ponieważ mniemam, że na dnie oceanów jednak dzieje się więcej niż na powierzchni naszego naturalnego satelity. Dno morza czy oceanu może wydawać się pozbawione kontaktu z wodami, która znajdują się bliżej powierzchni, ale w rzeczywistości sprawa wygląda nieco inaczej. Przede wszystkim na dno opadają wszystko co kiedyś żyło i zamieszkiwało wody zbliżone do powierzchni zbiornika. Wszystkie obumarłe zwierzęta i rośliny opadają na dno więc przeszukując dno możemy dowiedzieć się m.in. o zmianie poziomu emisji dwutlenku węgla na przestrzeni wielu lat.

CZYTAJ WIĘCEJ: Weź udział w konkursie: Keep Safe with Mitsubishi Electric – Robotyka

Robot Benthic Rover II jest dla naukowców takich jak Ken Smith szczególnie ważny i szalenie pomocny. Wcześniej naukowcy mogli polegać na stacjonarnych instrumentów badawczych, które mogli używać w miejscu badania przez kilka dni. Jednak postęp w robotyce sprawił, że badania dna morskiego mogły „ruszyć z kopyta”.

Benthic Rover II jest efektem współpracy inżynierów oraz naukowców, którzy pracowali pod wodzą Kena Smitha oraz Alanę Sherman. Maszyna jest tak zaprojektowana, że jest w stanie wytrzymać trudne warunki panujące na dnie takie jak: niska temperatura, korozja czy wysokie ciśnienie. Konstrukcja zbudowana jest z odpornego na korozję tytanu, plastiku oraz specjalnej syntetycznej pianki, dzięki której robot jest odporny na wysokie ciśnienie.

„Oprócz oczywistych trudności na jakie napotkaliśmy tworząc naszego robota problem stanowiło stworzenie oprogramowania. Musieliśmy praktycznie od podstaw zaprojektować komputer sterujący robotem oraz jego oprogramowanie. Jest to tyle ważne, że przecież tam na dole nie będzie nikogo, kto będzie mógł wcisnąć przycisk reset, prawda? Innym problemem było źródło zasilania. Benthic Rover II ma pracować na dnie przynajmniej rok więc jego instrumenty musiały pobierać ekstremalnie mało energii. Ostatecznie robot zużywa około 2 watów, czyli tyle ile iPhone” – wyjaśnił jeden z inżynierów pracujący nad robotem – Paul McGill.

Trudna komunikacja

Jak wiemy z tekstów, które już pojawiały się na naszym portalu w wodzie utrudniona jest komunikacja z robotem. Naukowcy nie mają więc bezpośredniego połączenia i nie mogą na bieżąco zbierać danych od robota. Aby rozwiązać ten problem skonstruowali drugiego robota nazwanego Wave Glider. Jego jedynym zadaniem jest zlokalizowanie za pomocą specjalnego akustycznego nadajnika. Po jego odnalezieniu Benthic Rover II wysyła do Wave Glidera informacje o położeniu oraz zebrane dane, który następnie przekazuje je naukowcom na powierzchni.

Źródła: Science Robotics, MBARI

Autor: Mateusz Tomanek

Artykuł Robot, który pomaga walczyć z emisją dwutlenku węgla pochodzi z serwisu Robotyka.

Czy Boston Dynamics zarabia na swoich robotach?

Mateusz Tomanek — Tue, 02 Nov 2021 10:11:32 +0000

11/02/2021

Firma Boston Dynamics nie przestaje nas zadziwiać swoim flagowym produktem czyli robotem spot. Tym razem konstruktorzy „nauczyli” ją ruchów samego Micka Jaggera z legendarnej grupy Rolling Stones. Czy kocie ruchy rotycznego psa są zdolne zarobić dla swoich panów?

Film z robotem wykonującym ruchy lidera Stonesów został opublikowany w czterdziestą rocznicę wydania piosenki „Start mi up”. Utwór został zapamiętany również przez wideo, które go wówczas promowało. Na filmie można było zobaczyć charakterystyczny taniec Micka Jaggera oraz resztę muzyków. Film z robotem Boston Dynamics jest w pewnym sensie hołdem złożonym jednemu z najpopularniejszych zespół w historii rocka.

Nałóg Boston Dynamics

Trudno ekipie z Boston Dynamics odmówić kreatywności w promowaniu swoich robotów, ponieważ to nie jest bynajmniej pierwszy raz, gdy roboty od Boston Dynamics zabawiają nas tańcem. Pierwsze nieśmiałe jeszcze filmy promujące te maszyny wyglądały jednak zupełnie inaczej. Spoty były pokazywane w trakcie pokonywania przez nie przeszkód w terenie, co zdecydowanie bardziej przemawiało do wyobraźni. Kolejne filmy ze stajni Boston Dynamics pokazywały ich roboty w sposób coraz bardziej zaawansowany. Aż w końcu nadszedł dzień, w którym roboty od Boston Dynamics zaczęły tańczyć. W ten sposób świat zobaczył kilkuletnią pracę najwyższej klasy inżynierów w całej okazji, czy aby na pewno?

Kolejne filmy, które w zabawny sposób pokazywały umiejętności Spotów czy Atlasów sprawiają, że nasuwa mi się pytanie o ich realne zastosowanie. Trudno mi sobie wyobrazić, że ktoś może wydać kilkadziesiąt tysięcy dolarów na robota, który potrafi tańczyć. A może za tanecznymi wyczynami robotów Boston Dynamics kryje się o wiele więcej niż możemy sobie wyobrazić i firma zarabia na swoich maszynach?

Boston Dymamics: początek

Firma powstała w 1992 roku i z początku działała pod auspicjami MIT. Pierwszy projekt firmy – Big Dog był finansowany przez DARPA, ale ostatecznie został zarzucony. Big Dog stał się poprzednikiem Spota, który obok Atlasa jest flagowym produktem Boston Dynamics. W 2013 roku firma została zakupiona Google X, by kilka lat później zostać sprzedaną SoftBank Grop. W 2021 roku Boston Dymamics została kupiona przez grupę Hyundai za kwotę 1,1 mld dolarów. Kontroluje ona 80 proc. akcji firmy z Bostonu. Przejęcie firmy przez południowokoreańskiego producenta samochodów zbiegło się w czasie z rozpoczęciem sprzedaży spota.

Początkowa cena robopsa wynosiła 74,500 dolarów, a jego targetem służby ratunkowe czy firmy ochroniarskie i policja. Czy viralowa popularność żółtego spota przełożyła się na osiągnięcia finansowe? Według raportu Bloomerga w ostatnich latach produkcja spota nie była opłacalna. Być może wejście do gry firmy Hyundai sprawi, że sytuacja się odwróci, ale na razie jest to wróżenie z fusów.

CZYTAJ WIĘCEJ: Boston Dynamics odsłania kulisy Atlasa – Robotyka

Ciężko przewidzieć jak sprzedaż Spota będzie wyglądała w najbliższej przyszłości. Choć firma przedstawia swoje dzieło jako bardzo nad wyraz uroczą maszynę, to sama „viralowość” tej maszyny nie wystarczy, żeby całe przedsięwzięcie było opłacalne. Przeznaczenie Spota jest jasne choć na filmach promujących go nie zobaczymy tego zbyt często. Spot możę trafiać do służb ochroniarskich, które mogą go wykorzystywać jako mobilną kamerę, która patroluje okolice. Do tego samego celu może go wykorzystywać także policja. Tak zresztą zrobili funkcjonariusze z Nowego Jorku, którzy z pomocą Spota patrolowali ulice. Okazało się jednak, że obywatele nie czuli się komfortowo obserwowani przez robota z kamerą. Sposobów na wykorzystanie spota jest więcej więc trudno sobie odpowiedzieć na pytanie co się dzieje, że tak zaawansowana technicznie maszyny na siebie nie zarabia?

Oficjalne dane na temat Boston Dynamics opublikowane w serwisie growjo.com wskazują, że firma rocznie zarabia 53,4 mln dolarów i zatrudnia ponad 300 pracowników.

Robot dla przemysłu

Z punktu widzenia przemysłowego spot jest warty dokładnie zero. O wiele bardziej ciekawszym produktem od Boston Dynamics jest robot o nazwie Strech. Jest to jednoramienny robot, który może służyć do przekładania towarów np. na linii produkcyjnej. Jego ogromną przewagą jest fakt, że jest wyposażony w koła.

Źródła: Bloomberg, The Verge, Boston Dynamics

Autor: Mateusz Tomanek

Artykuł Czy Boston Dynamics zarabia na swoich robotach? pochodzi z serwisu Robotyka.

Autonomiczny robot do rozbrajania min morskich

Mateusz Tomanek — Tue, 21 Sep 2021 11:38:45 +0000

09/21/2021

Rząd USA podpisał kontrakt z firmą RE2Robotics opiewający na kwotę 9,5 mln dolarów. Firma ma skonstruować autonomicznego robota, który będzie samodzielnie mógł rozbrajać miny morskie.

Miny morskie, to bez wątpienia ogromne zagrożenie. Z bronią tego rodzaju trudno się mierzyć, ale jeszcze trudniej jest jej pozbycie się z dna morskiego. Dotychczas zajmowali się tym wyspecjalizowani nurkowie, co łączyło się z narażaniem ich na ogromne niebezpieczeństwo. Nad problemem postanowiła pochylić się amerykańska marynarka wojenna, która podpisała niedawno kontrakt na budowę wyspecjalizowanego robota morskiego, który będzie automatycznie rozbrajał miny morskie.

Kontakt wart jest 9,5 mln dolarów. Robota zbuduje z kolei mieszcząca się z Pitssburghu firma RE2 Robotics, która już wcześniej wykonywała podobne konstrukcje. Całkowicie autonomiczny robot będzie wyposażony w ramiona robotyczne RE2 Sapien Sea Class, które pozwolą mu na umieszczanie na dnie urządzeń neutralizujących miny morskie. Ramiona te były już wcześniej zaprojektowane dla Office of Naval Research. W komunikacie firmy czytamy, że posiadają one zwartą, odporną i elektromechaniczną konstrukcję. Charakteryzują się wysokim stopniem zręczności. Posiadają one 6 stopni swodoby, nadgarstki oraz łokcie, co zwiększa sprawność ramion. Co ważne, ramiona są w stanie podnieść pod wodą ciężar o wadze do 5,2 kg.

Ponadto robot ma mieć zaimplementowany zaawansowany system detekcji komputerowej oraz oprogramowanie zapewniające mu autonomiczne działanie.

„Wykrywanie i neutralizowanie WBIED* oraz podwodnych materiałów wybuchowych stanowi obecnie duże wyzwanie dla nurków, ponieważ jest to skrajnie niebezpieczne zadanie. Nasz robot poprawi bezpieczeństwo osób wykonujących tą pracę. Dzięki niemu marynarka wojenna będzie w stanie automatycznie lokalizować i neutralizować miny i materiały wybuchowe znajdujące się na dnie oceanów” – powiedział prezes generalny firmy RE2 Robotics, Jorgen Pedersen.

Wykrywanie oraz neutralizacja zagrożenia jakie płynie z min morskich to jednak nie jedyne zadania jakie będą czekały robota M2NS. Dzięki precyzyjnym ramionom robotycznym będzie również mógł być stosowany do inspekcji podwodnych instalacji czy urządzeń.

Dlaczego autonomiczny robot?

Analizując oficjalny komunikat wydany przez firmę RE2 Robotics można się zastanowić dlaczego robot ma być autonomiczny i samodzielnie usuwać zagrożenia. Czy w tym przypadku prościej nie byłoby go wyposażyć w moduł sterowania, za który byłby odpowiedzialny operator? Tak się składa, że odpowiedź na to pytanie znajdujemy na łamach naszego portalu. W czerwcu tego roku ukazał się bowiem artykuł Koła Studenckiego AGH Marines, którego członkowie budują podwodnego robota. Możemy w nim przeczytać, że problem ze zdalnym starowaniem podwodnym robotem tkwi w wodzie, która tłumi fale radiowe.

Źródło: resquared.com, interestingengineering.com

Autor: Mateusz Tomanek

Artykuł Autonomiczny robot do rozbrajania min morskich pochodzi z serwisu Robotyka.

#RoboTemat: Ramię robotyczne wykrywające przeciwciała COVID

Mateusz Tomanek — Wed, 15 Sep 2021 11:09:55 +0000

W poznańskim Centrum Zaawansowanych Technologii UAM uruchomiono nowoczesne ramię robotyczne, które znajdzie między innymi zastosowanie przy wykrywaniu przeciwciał COVID.

Ramię robotyczne, które zamontowano we wtorek w Poznaniu będzie wykorzystywane w immunodiagnostyce oraz biodruku 3D, informuje portal naukawpolsce.pap.pl. Zespołem, który prowadzi badania przy pomocy ramienia przewodzi prof. UAM dr hab. inż. Jakub Rybka. Oprócz tego zajmuje się on wykorzystaniem nanomateriałów w biotechnologii.

„Pracowaliśmy nad tym urządzeniem razem z firmami Rob-Tech oraz Cellivia przez pół roku w ramach naszego projektu. Przede wszystkim zostało to zaprojektowane, abyśmy mogli wykonywać test immunodiagnostyczny, który opracowaliśmy w ub. roku na UAM – ale możliwości rozbudowy tego robota są praktycznie nieograniczone. W związku z tym już w tej chwili udało nam się zaimplementować drugą działkę naukową z naszego laboratorium, czyli biodruk 3D” – tłumaczył PAP prof. Rybka, wyjaśniając, że normalnie w 3D drukuje się z plastiku, czy innych polimerów, a jego laboratorium drukuje również z komórkami.

Aumatyzacją w COVID

Wykorzystanie robotycznego ramienia w procesie identyfikowania i wykrywania przeciwciał wirusa SARS-COV-2 pozwoli nie tylko na przyspieszenie tego procesu, ale co najważniejsze także na udoskonalenie go. Dzięki robotycznemu ramieniu będzie możliwe na przykład wyeliminowanie potencjalnych błędów popełnionych przez człowieka. Prof. Rybka powiedział portalowi PAP, że misją jego i Laboratorium Biotechnologii Stosowanej Centrum Zaawansowanych Technologii UAM jest wyjście poza standardowe ramy współczesnych nauk podstawowych. Nie mniej ważnych aspektem działalności tego zespołu jak i całego laboratorium jest połączenie rozwiązań, które powstają na uczelniach i w innych jednostkach naukowych z wykorzystaniem ich w życiu codziennym. Zespół prof. Rybki chce nawiązywać współpracę zarówno z innymi jednostkami naukowymi oraz z przedstawicielami biznesu. Ma to na celu napędzić innowacje w biotechnologii.

CZYTAJ WIĘCEJ: Polski robot medyczny Robin Heart – Robotyka

Zespół już teraz prowadzi prace wraz z firmami Rob-Tech oraz Cellivia, które mają na celu usprawnienie i przyspieszenie procesu przeprowadzania testów na COVID.

„Uczelnia jest miejscem, którym powinny się stykać różne środowiska. Więc jeśli mówimy o synergii nauki i przemysłu, o synergii pokoleń, czy synergii miasta i uczelni to – to jest miejsce chyba jak najlepsze do tego typu stwierdzeń” – wskazała Rektor UAM, prof. Bogumiła Kaniewska.

Źródła: naukowpolsce.pap.pl, wnp.pl

Autor: Mateusz Tomanek

Artykuł #RoboTemat: Ramię robotyczne wykrywające przeciwciała COVID pochodzi z serwisu Robotyka.

Woda, olej i detergent. Tyle trzeba, żeby stworzyć mikrorobota

Mateusz Tomanek — Fri, 23 Jul 2021 13:03:07 +0000

07/23/2021

Naukowcy z Queen Mery University i Uniwersytetu Warszawiego stworzyli mikroroboty z oleju, wody i detergentu. Mikroskopijne maszyny mogą być używane do badań nad bakteriami.

Praca o mikroskopijnych robotach ukazała się łamach czasopisma „Nature Physics”. Choć roboty, które skonstruowali polscy i brytyjscy naukowcy są proste, to ich twórcy zaznaczają, że tak proste roboty można z powodzeniem stosować do badań nad bakteriami.

Mikrorobot z oleju

Do skonstruowania prostych mikrorobotów wystarczył olej, woda i substancja przypominająca detergent. Powstałe w ten sposób urządzenia mogą pływać, a energię potrzebną do poruszania się czerpią z różnic temperatury. W niskiej temperaturze mikrorobot wypuszcza wici. Tarcie między nimi i otoczeniem powoduje ruch tych struktur. Po osiągnięciu odpowiedniej temperatury wici się chowają gromadząc ciepło, które pozwala im na funkcjonowanie w niższej temperaturze. Naukowcy podkreślili, że w czasie jednego cyklu robot może działać 12 minut. Mikroroboty mogą się ładować wielokrotnie, podkreślili twórcy urządzeń.

„Badania biologiczne pokazują, że aby stworzyć nawet najprostszą sztuczną komórkę, potrzeba ponad 470 genów. Jednak dzięki naszej międzynarodowej współpracy pokazaliśmy, że przy użyciu kilku niedrogich składników możemy uzyskać rodzaj materii, która zmienia kształt i porusza się, jak żywy organizm” – powiedział Stoyan Smoukov z Queen Mary University of London.

Nowatorskie mikroroboty mogą posłużyć naukowcom do eksperymentów z żywymi komórkami i poszerzenia wiedzy na ich temat.

Czytaj więcej: Powietrze w sterowaniu miękkimi robotami – Robotyka

„Przede wszystkim proponujemy bardzo prosty do wytworzenia i kontroli układ, który posiada wiele cech naturalnych mikroorganizmów, a więc kropelki zdolne do poruszania się bez udziału zewnętrznych sił. Mikroskopijne pływaki (takie jak bakterie, plemniki, orzęski etc.) są bardzo skomplikowane, bo ich ruch jest wynikiem procesów biochemicznych wewnątrz komórek, które trudno kontrolować. Dlatego dokładne zrozumienie fizycznych mechanizmów rządzących ich ruchem jest wyzwaniem – niełatwo ‘odfiltrować’ tę złożoność biologiczną” – powiedział dr Maciej Lisicki z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, współtwórca wynalazku.

Naukowcy na całym świecie konstruują mikroroboty, które mają naśladować ruch żywych organizmów. Ta idea zakłada, że mikrorobot jest zaprogramowany tak, aby pobierał energię z otoczenia i przekształcał ją w energię kinetyczną czyli ruch.

„W przypadku naszych kropelek jest to energia termiczna otoczenia” – podsumowuje dr Lisicki.

Mikrorobot stworzony w domu

Jak podkreślają twórcy robotów olejowo-wodnych ich niewątpliwą zaletą jest niski koszt wytworzenia. Można je bowiem stworzyć przy użyciu taniego sprzętu laboratyjnego więc nie wymaga to dużych nakładów finansowych. Co ważne mikroroboty tłluszczowo-wodne nie są toksyczne dla organizmów żywych.

„Nasze kropelki są biokompatybilne, więc potencjalnie mogą zostać wykorzystane do badania dynamiki wielu poruszających się pływaków w mieszaninie żywych organizmów i ‘sztucznych’ pływających kropelek. Byłoby to ważne narzędzie do zrozumienia, w jaki sposób pływaki zachowują się w zatłoczonym środowisku i jak w takiej sytuacji na siebie wpływają” – wyjaśnia dr Lisicki.

Źródła: naukawpolsce.pl, nature.com, fuw.edu.pl

Autor: Mateusz Tomanek

Artykuł Woda, olej i detergent. Tyle trzeba, żeby stworzyć mikrorobota pochodzi z serwisu Robotyka.

Studenci z AGH budują podwodnego robota

Mateusz Tomanek — Fri, 09 Jul 2021 07:14:22 +0000

07/06/2021

Autorami niniejszego tekstu są studenci z koła naukowego AGH Marines z krakowskiej Akademii Górniczo Hutniczej. Chcieli oni podzielić się swoimi osiągnięciami i wiedzą z zakresu budowy robotów.

Koło Naukowe AGH Marines realizuje projekty robotów podwodnych klas ROV (Remotely Operated underwater Vehicle – zdalnie sterowane pojazdy podwodne) oraz AUV (Autonomous Underwater Vehicle – autonomiczne pojazdy podwodne). Jednym z realizowanych pojazdów jest AUV “Haller”, który przygotowywany jest na konkurs RoboSub.

Woda jest środowiskiem trudnym z wielu powodów. Pojazdy muszą być hermetycznie zamknięte, znosić wysokie ciśnienie, szybko reagować na pojawiające się turbulencje oraz wyposażone w skomplikowane układy czujników i efektorów przystosowanych do wykonania zadania. Wiele sensorów ma ograniczone możliwości, czego przykładem mogą być kamery, które w zależności od przejrzystości wody mogą mieć zasięg widzenia zredukowany nawet do kilku metrów lub kilkudziesięciu centymetrów.

Dużą przeszkodą w operacjach pojazdami podwodnymi jest brak możliwości bezpośredniej komunikacji radiowej o niezbędnej szybkości z uwagi na tłumienie zachodzące w wodzie. Z tego względu pojazdy wykonujące skomplikowane zadania manipulacyjne, które w obecnych czasach są wykonywane przez operatorów, muszą być podłączone przewodowo zarówno w celu komunikacji jak i zasilenia robota. Wraz z rozwojem technologii, część prostszych i bardziej monotonnych czynności przejmują pojazdy autonomiczne. Są to zadania takie, jak inspekcja gazociągów, poszukiwania podwodne, mapowanie dna etc. Z uwagi na powyższe czynniki, pojazdy typu AUV charakteryzują się całkowitą samodzielnością, gdyż operując bez połączenia kablowego na głębokości wielu metrów nie istnieje możliwość komunikacji i robot jest zdany wyłącznie na siebie. Zasilanie zapewnione jest z pokładowych akumulatorów.

Haller będzie wykonywał samodzielnie zadania, które będą na niego czekać na konkursie RoboSub, który jest największym na świecie konkursem robotów podwodnych typu AUV, a organizowany jest w Stanach Zjednoczonych. Konkurs odbywa się na dużym, głębokim basenie w placówce TRANSDEC w San Diego. Składa się on z wielu etapów, w których robot będzie musiał wykazać się zdolnością rozpoznawania i interpretacji obrazu, umiejętnościami manipulacyjnymi oraz lokalizacji za pomocą sygnału akustycznego.

Przykładowymi zadaniami stojącymi przed Hallerem będzie:

Odnalezienie bramki startowej i przepłynięcie przez nią w określonym miejscu wykonując jednocześnie obrót;
Podniesienie z dna kilku przedmiotów, a następnie interakcja tymi przedmiotami z przeszkodami konkursowymi;
Odnalezienie drogi do kolejnych zadań wykorzystując wizualne markery;
Odnalezienie drogi do kolejnych zadań wykorzystując markery akustyczne;
Strzelenie do rozpoznanego celu torpedą;
Podniesienie z dna obiektu i powrót z nim w strefę startu.

Udział zespołu w wykonywaniu przez robota zadań ogranicza się do włączenia go oraz umieszczenia w wodzie.

Dokładna nawigacja w środowisku podwodnym jest niezwykle trudna. Nie jest możliwe wykorzystanie technologii GPS w celu przybliżenia lokalizacji, a nawigacja inercyjna (z wyłączeniem żyroskopu), z uwagi na niskie wartości przyspieszeń i tym samym niski współczynnik SNR (signal to noise ratio), jest niedokładna. Aby zachować możliwość lokalizacji bezwzględnej, Haller wyposażony będzie w urządzenie DVL – Doppler Velocity Log, które to wykorzystując efekt Dopplera, pozwala na dokładny pomiar prędkości względem dna, a tym samym na wiarygodną estymację położenia.

Za rozpoznawanie obiektów oraz lokalizację względem przeszkód i mapowanie najbliższego otoczenia odpowiedzialna będzie kamera stereoskopowa, która umożliwi robotowi postrzeganie głębii, a przez zastosowanie odpowiednich algorytmów przetwarzania obrazu, a także detekcji i klasyfikacji obiektów, które się na nim znajdują, możliwe będzie dokładne rozmieszczenie w wirtualnej przestrzeni wszystkich dostrzeżonych obiektów, jak i robota względem nich.

Oczywiście, to nie wszystkie sensory, które znajdą się na Hallerze. Znajdą się na nim między innymi również hydrofony to orientacji akustycznej, a także kilka innych czujników. W skład efektorów wliczać się będzie manipulator z chwytakiem, a także dwuprowadnicowa wyrzutnia torped.

Cały robot będzie mieć wymiary około 1 m x 1 m x 1,8 m i ważył około 30 kilogramów.

Podobnie, jak w przypadku realizowanego ROV Gupik, Haller będzie miał dedykowaną, specjalnie zaprojektowaną i sprawdzoną w symulacjach CAE konstrukcję, która będzie wodoszczelna, a także opływowa, co zredukuje opory ruchu. Bezpieczne zanurzenie Hallera będzie oscylowało w graniach 30 metrów. Głównym napędem będą opracowane przy wcześniejszych pracach, autorskie pędniki w układzie azymutalnym. Sterowane będą za pomocą złożonego algorytmu obejmującego regulator LQR i optymalizację programowaniem kwadratowym, co zwiększy oszczędność energii i precyzję sterowania.

Wszystkie powyższe algorytmy, czujniki oraz cały model matematyczny zostały zasymulowane w środowisku wirtualnym, co umożliwia prowadzenie prac nad algorytmiką bez fizycznego robota.

Odwiedź naszą stronę: AGH Marines oraz profil na Facebooku

Autor: AGH Marines

Portal robotyka.pl wspiera polską naukę i studentów. Zapraszamy wszystkich chętnych studentów oraz koła naukowe do dzielenia się osiągnięciami ze swoich prac z kręgu szeroko pojętej robotyki i automatyki.

Artykuł Studenci z AGH budują podwodnego robota pochodzi z serwisu Robotyka.

Robot do szukania zakopanych przedmiotów

Kuba Łozowski — Fri, 18 Jun 2021 09:51:13 +0000

06/18/2021

Robot Digger Finger wykorzystuje technologię dotyku w celu odnalezienia zakopanych obiektów. Pewnego dnia może to pomóc w rozbrajaniu min lądowych lub sprawdzaniu kabli.

W ostatnich latach badania nad wykrywaniem obiektów przez roboty ruszyły z kopyta – wystarczy spojrzeć na badania Boston Dynamics czy pojazdów z coraz wyższym stopniem autonomiczności. Jednak wszystko to dotyczy wykrywania obiektów na powierzchni , nie pod nią.

Rozpoznawanie przedmiotów zakopanych w ziarnistym materiale, takim jak piasek, jest trudniejszym zadaniem. Aby to zrobić, robot potrzebowałby palców wystarczająco smukłych, by przebić się przez piasek, ruchomych, by pozbyć się zakleszczających ziaren i czułych, by wyczuć szczegółowy kształt zakopanego obiektu.

Naukowcy z MIT zaprojektowali palec robota o ostrym zakończeniu, wyposażony w czujniki dotykowe. W eksperymentach trafnie nazwany Digger Finger był w stanie przekopać się przez ziarniste materiały, takie jak piasek i ryż. Prawidłowo wyczuwał kształty zanurzonych przedmiotów, które napotkał. Naukowcy twierdzą, że pewnego dnia robot może wykonywać różne podziemne zadania, takie jak znajdowanie zakopanych kabli lub rozbrajanie zakopanych bomb.

Badania zostaną zaprezentowane na Międzynarodowym Sympozjum Robotyki Eksperymentalnej w dniach 15 – 18 listopada 2021 (link). Głównym autorem badania jest Radhen Patel, doktorant w Laboratorium Informatyki i Sztucznej Inteligencji MIT (CSAIL). Współautorami są doktorant SCAIL Branden Romero, doktorantka Uniwersytetu Harvarda Nancy Ouyang oraz Edward Adelson, profesor John i Dorothy Wilson z Vision Science w SCAIL oraz Department of Brain and Cognitice Sciences.

Poszukiwanie obiektów zakopanych w ziarnistym materiale – piasku, żwirze i innych rodzajach luźno upakowanych cząstek – nie jest pionierskim badaniem. Wcześniej naukowcy wykorzystywali technologie, które wykrywają zakopane rzeczy z góry, takie jak radar penetrujący grunt lub wibracje ultradźwiękowe. Niestety te techniki zapewniają tylko mglisty obraz zanurzonych obiektów. Przykładowo mogą mieć trudności z odróżnieniem skały od kości.

„Chodzi więc o to, aby zrobić palec, który ma dobry wyczucie dotyku i potrafi rozróżniać rzeczy, które czuje” – mówi Adelson. „Byłoby to pomocne, jeśli na przykład próbuje się znaleźć i wyłączyć zakopane bomby”.

Pierwszym wyzwaniem zespołu badawczego była kwestia formy: palec robota musiał być smukły i ostro zakończony.

We wcześniejszych pracach naukowcy wykorzystywali czujnik dotykowy o nazwie GelSight. Czujnik składał się z przezroczystego żelu pokrytego odblaskową membraną, która odkształciła się pod naciskiem przedmiotów.

Za membraną znajdowały się trzy kolory świateł LED i kamera. Światło przeświecało przez żel na membranę, a jednocześnie kamera zbierała wzór odbicia membrany. Następnie algorytmy wizyjne wyodrębniły trójwymiarowy kształt obszaru kontaktu, w którym miękki palec dotykał obiektu. Urządzenie zapewniało doskonałe wyczucie sztucznego dotyku, ale było rozmiarowo niepraktyczne.

W Przypadku Digger Finger naukowcy odchudzili czujnik GelSight. Zmienili jego kształt na smukły cylinder ze ściętą końcówką, oraz zrezygnowali z dwóch trzecich świateł LED, używając kombinacji niebieskich diod LED i kolorowej farby fluorescencyjnej. Na koniec prac, powierzchnia czujnika dotykowego na końcu palca miała około 2 centymetry kwadratowe, podobnie jak czubek palca.

Po uporaniu się z rozmiarem naukowcy skupili się na ruchu, montując palec na ramieniu robota i przekopując drobnoziarnisty piasek i gruboziarnisty ryż. Spodziewano się zacięć pracy urządzenia związanego z kumulacją ziaren, dlatego zespół zamontował dodatkowo silniczek wibracyjny i poddał całość serii testów.

„Chcieliśmy zobaczyć, jak wibracje mechaniczne pomagają w kopaniu głębiej i eliminują zacięcia pracy” – mówi Radhen Patel. „Uruchamialiśmy silnik wibracyjny przy różnych napięciach roboczych, co zmienia amplitudę i częstotliwość drgań”. Odkryli, że szybkie wibracje pomogły usunąć zacięcia i umożliwiły głębsze zakopywanie się – chociaż ten efekt fluidyzacji był trudniejszy do osiągnięcia w piasku niż w ryżu.

Naukowcy przetestowali również różne ruchy skrętne w obu środowiskach. W przypadku piasku zdarzało się, że ziarna utykały pomiędzy błoną sensoryczną a zakopanym przedmiotem, jednak palec mógł swobodnie zidentyfikować obiekt. Większy problem stanowiły ziarna ryżu, które ze względu na swój rozmiar zakłócały interpretację obiektu. Ten problem rozwiązywały wówczas wibracje.

Radhen Patel mówi, że operatorzy będą musieli dostosować wzór ruchu koparki do różnych ustawień „w zależności od rodzaju nośnika oraz wielkości i kształtu ziaren”. Zespół planuje nadal badać możliwości ruchu, aby zoptymalizować zdolność Digger Finger do poruszania się w różnym środowisku.

Badacze wierzą, że Digger Finger otworzy drogę do robotycznej manipulacji podłożem z szerokim spektrum funkcjonalności takich jak nabieranie ryżu, zbieranie śmieci, czy do bardziej przemysłowych zastosowań, takich jak znajdowanie i inspekcja zakopanych kabli, bądź innych przedmiotów.

Źródło: Daniel Ackerman MIT News Office, https://arxiv.org/pdf/2102.10230.pdf, https://www.engins.org/external/slender-robotic-finger-senses-buried-items/view/

PAPER – Digger Finger: GelSight Tactile Sensor for Object Identification Inside Granular Media. Radhen Patel, Rui Ouyang, Branden Romero and Edward Adelson.

Autor: Kuba Łozowski

Zobacz też: Autonomiczny robot Orfeusz będzie badał dno oceaniczne

Artykuł Robot do szukania zakopanych przedmiotów pochodzi z serwisu Robotyka.

Autonomiczny robot Orfeusz będzie badał dno oceaniczne

Mateusz Tomanek — Wed, 09 Jun 2021 08:49:02 +0000

Portal elektrotechnikautomatyk opublikował ciekawy tekst o Orfeuszu. Jest to w pełni autonomiczny robot, który będzie badał dno oceanu. Portal zwraca uwagę, że zdążyliśmy zbadać powierzchnię Księżyca i Marsa, ale dno oceanu nadal pozostaje dla nas tajemnicą.

To właśnie autonomiczny robot Orfeusz ma pomóc naukowcom w odkrywaniu dna oceanicznego. Dotychczas niewiele osób było w stanie odwiedzić to nieznane dla nauki miejsce, głównie ze względu na nie przyjazne warunki, które tam panują. Chodzi przede wszystkim o ciśnienie, które tam panuje. Naukowcy oceniają, że na dnie największej głębiny na Ziemi – Rowy Mariańskiego wynosi ono 1086 barów, czyli jest 1071 razy większe niż na powierzchni naszej planety.

Nowa technologia eksploracji głębinowych, która pewnego dnia może poszukiwać życia w oceanach podpowierzchniowych na księżycach Jowisza i Saturna, zostanie przetestowana podczas dwutygodniowej ekspedycji demonstracyjnej na pokładzie statku National Oceanic and Atmospheric Administration.

Autonomiczny robot w służbie nauki

Zaprojektowany przez Woods Hole Oceanographic Institution we współpracy z Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA robot Orfeusz może pracować bez ograniczeń w prawie każdym miejscu oceanu, w tym na najbardziej ekstremalnych głębokościach. Orfeusz opiera się na…

Czytaj dalej na stronie https://www.elektrotechnikautomatyk.pl/

Artykuł Autonomiczny robot Orfeusz będzie badał dno oceaniczne pochodzi z serwisu Robotyka.

Japońska Agencja Kosmiczna wyśle transformowalnego robota na Księżyc

Kuba Łozowski — Tue, 01 Jun 2021 10:47:17 +0000

Japońska Agencja Eksploracji Aerokosmicznej (JAXA) planuje uzyskać dane o powierzchni Księżyca za pomocą transformowalnego robota księżycowego. Zebrane dane pomogą w zaprojektowaniu i wysłaniu na księżyc łazika załogowego. Transformowalny księżycowy robot jest opracowywany wspólnie przez JAXA, TOMY Company, Ltd. (Tomy Company), Sony Group Corporation (Sony) i Doshisha University. Transportem robota na Księżyc zajmie się japońska firma ispace, inc.

Powierzchnia Księżyca, po której będzie podróżować załogowy łazik, to wyjątkowe środowisko; grawitacja wynosi jedną szóstą grawitacji na Ziemi, a powierzchnię pokrywa regolit, tak zwany księżycowy piasek.

W rozpoczętych w 2019 roku badaniach nad technologiami potrzebnymi do realizacji przedsięwzięcia ustalono, że dla najkorzystniejszego gromadzenia danych, trzeba szczegółowo zbadać kwestie jazdy autonomicznej łazika i podróży pasażerów.

Aby uzyskać potrzebne dane, transformowalny księżycowy robot (rys.1) zostanie przetransportowany na powierzchnię Księżyca lądownikiem firmy ispace (rys.2). Poruszający się po Księżycu robot będzie dokumentować właściwości fizyczne regolitu i wysyłać dane do centrum kontroli misji za pośrednictwem lądownika.

rys. 1

rys. 2

Uzyskane dane posłużą do oceny lokalizacji robota oraz wpływu regolitu na właściwości jezdne załogowego łazika.

Kontrakt na transport robota został podpisany z firmą ispace na podstawie rozstrzygniętego postępowania przetargowego w kwietniu 2021.

Wspólne badania nad przekształcalnym robotem księżycowym rozpoczęły się w 2016 roku w ramach zapytania ofertowego złożonego przez JAXA Space Exploration Innovation Hub, JAXA i TOMY Company, do których w 2019 roku dołączyła firma Sony, a w 2021 r. Uniwersytet Donisha. Ultrakompaktowy i ultralekki robot będzie mógł poruszać się w surowym, księżycowym środowisku dzięki zastosowaniu technologii miniaturyzacji firmy TOMY i Uniwersytetu Donisha, systemu sterowania od Sony, oraz rozwojowych technologii funkcjonowania w środowisku kosmicznym od JAXA.

Robot po wylądowaniu zmieni swój kształt, co umożliwi mu sprawne poruszanie się. Taka forma modułowości umożliwiła sprawniejszy transport na srebrny glob.

Źródło: JAXA https://www.ihub-tansa.jaxa.jp/english/index.html

Artykuł Japońska Agencja Kosmiczna wyśle transformowalnego robota na Księżyc pochodzi z serwisu Robotyka.