ابداع بازوی رباتیک سبک برای سرعت دادن به اکتشافات فضایی
شاه بلاگ: پژوهشگران چینی، یک بازوی رباتیک سبک وزن ابداع نموده اند که می تواند خودرا با شرایط ناملایم فضا وفق دهد و به پیشبرد ماموریت های فضایی کمک نماید.
به گزارش شاه بلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از نیوز کانسرنز، ربات ها هم اکنون در فضا به کار گرفته می شوند. ربات های مختلف از فرودگرهای روی ماه گرفته تا مریخ نوردهای روی مریخ و مواردی از این دست، گزینه هایی عالی برای اکتشافات فضایی هستند. آنها می توانند محیط های ناملایم را تحمل کنند و در عین حال، وظایف خودرا بطور مداوم و دقیقا به روش مورد نظر، بدون خستگی تکرار کنند. این ربات ها مانند ربات های روی زمین می توانند کارهای خطرناک یا پیش پاافتاده، از پیاده روی فضایی گرفته تا صیقل دادن سطح فضاپیما را انجام دهند. با افزایش تعداد ماموریت های فضایی و گسترش دامنه علمی، نیاز به تجهیزات بیشتر، همچون یک بازوی رباتیک سبک وزن احساس می شود که بتواند در محیط های ناملایم که کار کردن در آنها برای انسان دشوار است، کار کند.
با این وجود، طرح های کنترلی که می توانند چنین بازوهایی را روی زمین حرکت دهند، در فضا قابل اجرا نیستند برای اینکه محیط فضا غیرقابل پیش بینی و تغییرپذیر است. پژوهشگران دانشکده مهندسی مکانیک "موسسه فناوری هاربین" (Harbin Institute of Technology) چین، برای حل کردن این مشکل، یک بازوی رباتیک با وزن ۹/۲۳ کیلوگرم ساخته اند که می تواند حدودا یک چهارم وزن خودرا تحمل کند و همچنین، موقعیت و سرعت خودرا بر طبق محیط تنظیم کند.
"ونفو زو"(Wenfu Xu)، استاد موسسه فناوری هاربین و از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: ما برای حل کردن مشکلات و محدودیت ها و همین طور افزایش اطمینان و ایمنی در عملیات فضایی، یک بازوی مکانیکی سبک وزن ابداع کردیم و روش جدیدی را برای کنترل ارائه دادیم.
این فناوری، به اعمال کنترل نیروی ثابت هنگام کار نیاز دارد. زو افزود: برای کنترل نیروی ثابت یک هواپیما، جهت نیروی کنترل ثابت است اما برای یک سطح منحنی در یک محیط ناشناخته، بردار آن اغلب تغییر می کند. بنابراین، روش سنتی شکست می خورد. ما برای غلبه بر این مشکل، کنترل یکپارچه را پیشنهاد می نماییم که می تواند اصلاح فوری موقعیت مورد نظر را به شکلی که تماس کامل و کنترل نیروی ثابت را حفظ کند، تحقق ببخشد.
این روش را با کشیدن خط روی یک تکه کاغذ مقایسه کنید. هنگامی که کاغذ روی یک میز صاف قرار دارد، حفظ کردن فشار یکنواخت در سراسر خط بسیار ساده تر است. کشیدن یک خط مشابه روی یک ورق کاغذ پیچیده شده به دور یک توپ، بسیار دشوارتر است و برای درک حرکت توپ و میزان فشار بر طبق موقعیت قلم و توپ، محاسبات خاصی مورد نیاز است.
پژوهشگران برای ثابت نگه داشتن کنترل نیروی این ربات فضایی، یک روش کنترل را اعمال کردند که نیاز به اصلاح حالت پایدار را که مولفه کلیدی سیستم های کنترل در محیط های شناخته شده است، از بین می برد. اصلاح حالت پایدار در صورت قابل پیش بینی بودن محیط، مشکلات را کم می کند. برای نمونه، اگر ربات بداند که سطح میز، ناهموار است و فشار قوی به پاره شدن کاغذ منجر می شود، می تواند فشار قلم را برای حفظ یک خط ثابت کم کند اما زمانی که سطح تغییر می کند و قابل پیش بینی نیست، حفظ کردن یک حالت ثابت، به بروز خطاهای بیشتری منجر می شود برای اینکه همه اصلاحات برای همه خطاها اعمال نمی شوند.
پژوهشگران، روش کنترل خودرا آزمایش کردند و دریافتند که بازوی مکانیکی حتی در یک سطح ناشناخته می تواند سریع تر از یک فناوری کنترل شده سنتی تنظیم شود. در نتیجه، اثر آن برای کاربردهای عملی، به اندازه کافی ثابت است.
زو اظهار داشت: استفاده از این بازوی مکانیکی و روش کنترل یکپارچه می تواند مشکلات عملی مربوط به سرویس دهی در مدار همچون گرفتن هدف فضایی، مونتاژ در مدار، تعمیر در مدار و مطالبی از این دست را حل کند.
بگفته زو، این کار می تواند مرجعی برای طراحی بازوهای مکانیکی در آینده باشد.
این پژوهش، در مجله "Space: Science & Technology" به چاپ رسید.
منبع: shahblog.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب