GM и NASA совместно разрабатывают перчатки-роботы

24.12.2024 Другое  Нет комментариев

General Motors и НАСА совместно разрабатывают роботизированную перчатку, которую могут использовать автомобильные рабочие и космические астронавты для облегчения своих обязанностей, снижая потенциальный риск травм в результате монотонных и тяжелых операций.

Устройство помощи человеческому захвату, популярное в обеих организациях как «K-glove» или «Robo-Glove», является результатом проекта GM и NASA Robonaut 2 (R2). , который в 2011 году отправил в космос первого робота-гуманоида. R2 входит в число постоянных жителей Международной космической станции МКС (International Space Station).

Когда инженеры, разработчики и ученые из GM и NASA начали свое сотрудничество по разработке R2 в 2007 году, одним из требований к конструкции робота было управление инструментами, предназначенными для использования людьми — как астронавтами в космосе, так и рабочие автозаводов на Земле. Команда разработчиков добивается завидной ловкости механизма руки R2, используя современные датчики, исполнительные механизмы и эластомеры, сопоставимые с нервами, мышцами и сухожилиями в руке человека.

Процесс исследования ясно показывает, что повторный захват инструмента может вызвать усталость в мышцах руки в течение нескольких минут, и в первоначальных тестах Robo-Glove была возможность более длительного и удобного захвата при использовании роботизированного устройства. .

«После завершения разработки Robo-Glove сможет снизить усилия, которые рабочий автомобильного завода должен прилагать к длительному или многократному использованию инструмента с теми же движениями», — сказала Дина Кумин, директор GM. отвечает за производственное оборудование, глобальную стратегию автоматизации и процессы внедрения. «Таким образом мы рассчитываем снизить риск травм и монотонных операций».

Например, если космонавт в герметичном скафандре и рабочий сборочного конвейера на автомобильном заводе должны приложить силу в 67-89 Ньютонов для работы с инструментом во время операции, роботизированная перчатка снижает эту силу до От 22 до 44 ньютонов.

«Прототип перчатки открывает многообещающие возможности для новых идей для команды разработчиков скафандров и представляет собой реальный вызов традиционным представлениям о способности руки человека выполнять сложные операции вне космического корабля», — сказала Триш Питити, руководитель службы жизнеобеспечения. и системы терморегуляции экипажа в Космическом центре имени Джонсона НАСА.

Вдохновленные системой привода пальцев R2, исполнительные модули интегрированы в верхнюю часть перчатки, чтобы обеспечивать поддержку пальцев человека во время захвата. Датчики давления, аналогичные тем, которые обеспечивают ощущение прикосновения к R2, встроены в кончики пальцев перчатки, чтобы мгновенно фиксировать момент, когда оператор берет соответствующий инструмент. Когда инструмент берется в руки, синтетические сухожилия автоматически укорачиваются, когда пальцы переводятся в положение захвата и удерживаются в этом положении до тех пор, пока датчик не выдаст команду.

GM и NASA подали 46 патентных заявок на R2, в том числе 21 на механизм руки R2 и четыре на одну только Робо-Перчатку. Первый прототип перчатки был завершен в марте 2011 года, а второе поколение появилось через три месяца. Ткань, из которой сделана перчатка, произведена Oceaneering Space Systems — той же компанией, которая поставляет «кожу» робота R2.

Вес последних прототипов составляет около 0,9 кг, включая управляющую электронику, исполнительные механизмы и небольшой дисплей для программирования и диагностики функций. Вся система питается от стандартной литий-ионной перезаряжаемой батареи, используемой в ручных электроинструментах, которая фиксируется зажимом для ремня оператора. Прототип третьего поколения, в котором компоненты будут реконфигурированы для уменьшения размера и веса системы, уже близится к завершению.

«Мы постоянно стремимся повысить безопасность и производительность наших сборочных линий», — говорит Кумин. «Наша цель — в ближайшем будущем эффективно применить эту технологию в сборочных цехах компании».

Сотрудничество между НАСА и GM в разработке ключевых технологий имеет долгую историю, начавшуюся в 1960-х годах с разработки оборудования космической навигации для миссий Аполлон. GM также сыграла жизненно важную роль в разработке Lunar Rover Vehicle, первого искусственного транспортного средства на поверхности Луны.

Читайте также