Historia
Niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR) przewodzi w badaniach nad robotyką. W 2013 roku stworzyli TORO (TOrque-controlled humanoid RObot), złożonego humanoidalnego robota zaprojektowanego do badania chodzenia na dwóch nogach i skomplikowanych zadań manipulacyjnych. TORO bazuje na wcześniejszych pracach DLR nad robotami humanoidalnymi, rozwijając badania nad płynnym ruchem i interakcją z otoczeniem.
TORO ma 174 cm wzrostu i waży 76 kg, odpowiadając ludzkiemu rozmiarowi i ruchom. Robot ma 39 stopni swobody (DoF), pozwalających mu poruszać się i wchodzić w interakcje jak człowiek. Wykorzystuje 25 jednostek napędowych opartych na technologii ramienia KUKA-DLR Lightweight Robot (LWR). Te części umożliwiają precyzyjną kontrolę momentu obrotowego, dzięki czemu TORO może wykonywać delikatne zadania, takie jak podnoszenie przedmiotów czy utrzymywanie równowagi na nierównym terenie.
DLR stworzyło TORO jako część większego planu stworzenia elastycznej platformy do badania wielu zachowań robotów. Systemy kontroli TORO wykorzystują zarówno kontrolę pozycji, jak i momentu obrotowego, dzięki czemu może on zmieniać swoje ruchy w oparciu o to, co wyczuwa wokół siebie. Ta umiejętność jest kluczowa dla zadań związanych z dotykaniem świata, takich jak otwieranie drzwi czy wchodzenie po schodach.
TORO ma wiele czujników, w tym czujniki pozycji i momentu obrotowego w każdym stawie, 6-DoF czujniki siły/momentu obrotowego w kostkach oraz czujniki wizualne, takie jak dwie monochromatyczne kamery FLIR/Point Grey Firefly i Intel RealSense SR 300. Te czujniki pomagają TORO wyraźnie widzieć otoczenie i reagować na zmiany. To sprawia, że TORO świetnie nadaje się do badania, jak roboty i ludzie mogą współpracować oraz jak roboty mogą samodzielnie podejmować decyzje.
Jednym z głównych obszarów badań z TORO jest opracowywanie lepszych sposobów chodzenia i utrzymywania równowagi przez roboty. W przeciwieństwie do starszych robotów, które używają tylko kontroli pozycji, kontrola momentu obrotowego TORO pozwala mu dostosować się do nagłych sił i pozostać stabilnym. To sprawia, że jest bezpieczniejszy i bardziej użyteczny w zmieniających się warunkach. Ta technologia ma znaczenie zarówno dla pracy w fabryce, jak i sytuacji, gdzie roboty muszą ściśle współpracować z ludźmi.
Ciekawe fakty
- Stawy sterowane momentem obrotowym: Stawy TORO mają czujniki momentu obrotowego, dzięki czemu robot może zmieniać swoje ruchy w oparciu o informacje zwrotne o sile w czasie rzeczywistym. To czyni go bezpieczniejszym i lepszym w interakcjach.
- Duża ładowność: Każde ramię TORO może podnieść do 10 kg, więc może obsługiwać ciężkie przedmioty w wielu warunkach.
- Zaawansowany zestaw czujników: TORO ma wiele czujników, w tym IMU i kamery o wysokiej rozdzielczości, aby widzieć i poruszać się w złożonych przestrzeniach.
- Platforma badawczo-rozwojowa: Naukowcy używają TORO do tworzenia i testowania nowych sposobów chodzenia robotów na dwóch nogach, równowagi i kontroli wielu punktów kontaktu.
- Real-Time Linux: TORO działa na systemie Real-Time Linux z własnym oprogramowaniem stworzonym przez DLR. To daje mu moc obliczeniową potrzebną do pracy w czasie rzeczywistym.
- Dynamiczne chodzenie i manipulacja: TORO może płynnie chodzić po nierównym terenie i wykonywać zadania wymagające precyzyjnego obchodzenia się z przedmiotami.
- Niestandardowe komponenty: TORO jest zbudowany głównie z niestandardowych części, frezowanych z aluminium. To sprawia, że jest mocny i lekki.
Specyfikacja techniczna
- Twórca: Niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR)
- Rok: 2013
- Kraj: Niemcy 🇩🇪
- Status: W toku
- Wysokość: 174 cm
- Waga: 76 kg
- Prędkość: 1,8 km/h (prędkość ramienia)
- Czujniki: Czujniki pozycji i momentu obrotowego w każdym stawie, 6-DoF czujniki siły/momentu obrotowego w każdej kostce, IMU na torsie i głowie, ASUS Xtion pro, dwie monochromatyczne kamery FLIR/Point Grey Firefly, Intel RealSense SR 300
- Siłowniki: 25 jednostek napędowych (opartych na technologii LWR), dwa serwomotory Dynamixel na szyi
- Stopnie swobody (DoF): 39 (Szyja: 2 DoF; Ramiona: 6 DoF x 2; Nogi: 6 DoF x 2; Biodro: 1 DoF; Dłonie: 6 DoF x 2)
- Materiały: Głównie niestandardowe części, frezowane z aluminium
- Obliczenia: Dwa komputery Intel Core i7 na torsie, jeden komputer Intel Core i3 w głowie
- Oprogramowanie: Real-Time Linux oparty na Kernel 4, middleware zdolne do pracy w czasie rzeczywistym Links and Nodes, framework abstrakcji sprzętowej Robotkernel
- Zasilanie: Dwa akumulatory litowo-jono-manganowo-tlenowe 48V, 6,6 Ah, 1 godzina pracy
Przydatne linki
