LAURON - это шестиногий шагающий робот , который разрабатывается в Forschungszentrum Informatik Karlsruhe (FZI) в Германии . [1] [2] Механика и движения робота вдохновлены биологией , имитируя палочника Караузия Мороза . Разработка шагающего робота LAURON началась с фундаментальных исследований в области передвижения шестиногих ног в начале 1990-х годов и привела к созданию первого робота под названием LAURON. В 1994 году этот робот был представлен публике на выставке CeBIT в Ганновере . Это первое поколение LAURON, в отличие от нынешнего поколения, контролировалосьискусственная нейронная сеть , отсюда и немецкое название робота : LAU f RO boter N euronal gesteuert ( англ . : Walking Robot, Neural Controlled). Текущее поколение LARUON V было закончено в 2013 году.
Обзор
Этот шагающий робот, вдохновленный биологией, был разработан для изучения и реализации статически устойчивой ходьбы по пересеченной местности. Благодаря гибкой системе управления, основанной на поведении, LAURON может очень хорошо адаптироваться к неизвестным ситуациям. Благодаря прочной механической конструкции, различным схемам ходьбы и большому количеству степеней свободы LAURON может поддерживать стабильное движение даже в экстремальных условиях.
На задней панели LAURON была установлена панорамная камера для удаленных операций. Эта камера всегда дает оператору хороший обзор робота и окружающей его среды. Используя очки дополненной реальности, оператор может видеть дополнительную информацию о статусе, наложенную на изображения с камеры и отображаемую в очках.
LAURON может собирать информацию об окружающей среде и самостоятельно планировать путь к поставленной цели. Во время ходьбы LAURON может обнаруживать препятствия, а затем либо преодолевать их, либо обходить, если препятствия слишком высоки.
Шагающий робот предназначен для использования в задачах проверки и технического обслуживания в сложных и опасных для человека районах, таких как обнаружение наземных мин, исследование вулканов или поисково-спасательные операции после стихийных бедствий.
Модели
ЛАУРОН I (примерно с 1994 г.)
LAURON I был закончен в конце 1993 года и затем представлен публике на выставке CeBit 1994. Он был построен из алюминия и армированного волокном пластика общим весом 11 кг. Робот управлялся искусственными нейронными сетями. Конструкция и дизайн были вдохновлены насекомыми-палочниками. [1]
LAURON II (примерно с 1995 г.)
Второе поколение LAURON разрабатывалось и производилось в 1995–96 годах. Основными особенностями были измененная механическая конструкция и некоторые дополнительные датчики, такие как датчики силы в ногах и инклинометр. Поскольку новые ножки теперь были изготовлены из алюминия, общий вес LAURON II увеличился до 16 кг. Он имеет максимальную полезную нагрузку 20 кг и максимальную скорость 50 см / с. LAURON II использовался в качестве испытательной платформы для проверки различных стратегий управления и машинного обучения. [3]
LAURON III (примерно с 1999 г.)
В 1999 году было построено третье поколение LAURON. При общем весе 18 кг робот теперь мог нести полезную нагрузку до 10 кг. Каждая нога имеет три степени свободы, и каждая ступня имеет датчики силы на всех трех осях. На смену искусственным нейронным сетям предыдущих поколений пришла модульная система реактивного управления. Теперь фокус исследования сместился на такие темы, как локализация роботов , навигация и моделирование окружающей среды. [4]
LAURON IV (примерно с 2004 г.)
Четвертое поколение LAURON было закончено в 2004 году. [5] Была улучшена механическая прочность, например, ремень с круглым кордом, соединяющий шарниры с двигателями, был заменен зубчатыми ремнями. Кроме того, добавлена новая головка с двумя степенями свободы. Центральная часть кузова теперь была сделана из легкого углеродного волокна. LAURON IV весит 27 кг, включая аккумуляторы, и может развивать максимальную скорость ходьбы до 0,22 м / с. Кроме того, использованные NiMH аккумуляторы могут обеспечивать LAURON энергией до 60 минут. Текущая версия четвертого поколения LAURON - это LAURON IVc. [1] LAURON IV получил награду за проект Университета Фаульхабера в 2011 году. [6]
LAURON V (примерно с 2013 г.)
Пятое поколение LAURON было представлено и продемонстрировано на Международной конференции по робототехнике и автоматизации (ICRA) 2013 в Карлсруэ, Германия. [7] Гибкость и маневренность LAURON V были улучшены за счет добавления еще одного поворотного сочленения к каждой ноге рядом с основным корпусом. Этот шарнир увеличил рабочее пространство каждой ноги и позволяет LAURON ориентироваться на землю. Углы установки шести ножек были оптимизированы, чтобы дополнительно увеличить общее рабочее пространство, улучшить многоугольник поддержки и позволить LAURON V управлять объектами с помощью передних ножек. Благодаря своей кинематической структуре, напоминающей насекомых, и системе управления, основанной на поведении, LAURON способен справляться с труднопроходимой пересеченной местностью. [8] [9]
Рекомендации
- ^ a b c Роэннау, Арне; Кершер, Тило; Зигенмейер, Марко; Цёлльнер, Иоганн Мариус; Диллманн, Рюдгер (15 ноября 2009 г.). «Глава 15: Адаптация шестиногого шагающего робота к местным условиям» . В Кшиштофе Козловском (ред.). Движение и управление роботом 2009 . Springer Berlin Германия. С. 155–164. ISBN 9781848829848. Проверено 30 декабря 2009 .
- ^ ДОСТИЖЕНИЯ В МОБИЛЬНОЙ РОБОТОТИКЕ - Материалы: материалы одиннадцатой международной конференции по альпинистским и шагающим роботам и технологиям поддержки мобильных машин . World Scientific Pub Co., 2008. С. 736–743. ISBN 9789812835765. Проверено 29 августа 2008 .
- ^ Berns, K .; Кепплин, В .; Диллманн, Р. (1998). «Обнаружение местности и препятствий для движущихся машин с помощью стереосистемы». В Ю. Какадзу; М. Вада; Т. Сато (ред.). Интеллектуальные автономные системы: IAS-5 . IOS Press. С. 70–77. ISBN 90-5199-398-6.
- ^ Селайя, Энрик; Альбарраль, Хосе Луис. «Реализация иерархического контроллера ходьбы для робота-гексапода LAURON III» (PDF) . Institut de Robòtica i Informàtica Industrial. Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Roennau, A .; Кершер, Т .; Диллманн, Р. (2010). «Дизайн и кинематика биологически вдохновленной ноги для шестиногого шагающего тренажера». 2010 3-я Международная конференция IEEE РАН и EMBS по биомедицинской робототехнике и биомехатронике . 2010 3-я Международная конференция IEEE РАН и EMBS по биомедицинской робототехнике и биомехатронике (BioRob), Токио, Япония, 2010. С. 626–631. DOI : 10.1109 / BIOROB.2010.5626328 . ISBN 978-1-4244-7708-1. S2CID 16907375 .
- ^ «Робототехника, вдохновленная природой: победитель университетского проекта FAULHABER (2011)» . Робототехника онлайн . 22 сентября 2011 . Проверено 3 апреля 2014 года .
- ^ «Лаурон» . Forschungszentrum Informatik Karlsruhe . Проверено 4 апреля 2014 года .
- ^ Роэннау, Арне; Хеппнер, Георг; Пфотцер, Ларс; Диллманн, Рюдигер (июль 2013 г.). LAURON V: Оптимизированная конфигурация ног для создания шагающего робота, вдохновленного биологией . DOI : 10,1142 / 8913 . ISBN 978-981-4525-52-7.
- ^ Roennau, A .; Heppner, G .; Новицки, М .; Диллманн, Р. (2014). «LAURON V: универсальный шестиногий шагающий робот с повышенной маневренностью». 2014 Международная конференция IEEE / ASME по передовой интеллектуальной мехатронике . Международная конференция IEEE / ASME по передовой интеллектуальной мехатронике (AIM 2014), Безансон, Франция. С. 82–87. DOI : 10,1109 / AIM.2014.6878051 . ISBN 978-1-4799-5736-1. S2CID 14618009 .
Внешние ссылки
- LAURON IVc - ходьба по пересеченной местности
- LAURON V - поиск и спасение