Compacte reddingsrobot klimt op het podium

Een belangrijk kenmerk van het Engineering Research Center-programma van de National Science Foundation is de nadruk op testbedden. Testbedden zijn in de eerste plaats bedoeld om te voorzien in:

1.) een middel voor het aantonen van de toepasbaarheid van onderzoeksprojecten op toepassingen in de echte wereld en

2.) een gids voor de vorming van aanvullende onderzoeksprojecten om de uitdagingen aan te gaan die men tegenkomt bij het implementeren van relevante delen van de functionaliteit van het testbed.

Bovendien illustreren ze het potentieel van vloeibare kracht voor aankomende studenten en prikkelen ze hun verbeeldingskracht voor een carrière in de gerelateerde gebieden. De CCEFP-testbedden zijn geselecteerd om gezamenlijk een breed scala aan vermogensniveaus te dekken en Testbed 4, de Compact Rescue Robot, vertegenwoordigt toepassingen in het bereik van 100 W tot 1 kW, ruwweg menselijke schaaltoepassingen. In dit assortiment zult u niet veel huidige toepassingen voor vloeistofkracht op de markt vinden en in tegenstelling tot toepassingen met een hoger vermogensbereik, zoals de graafmachine en het passagiersvoertuig, koos het Centrum voor een meer exotische toepassing: een lopende reddingsrobot met een groot aantal van vrijheidsgraden en een beperkte markt op dit moment. Hoewel dit enige aandacht heeft gekregen van degenen die betrokken zijn bij meer conventionele toepassingen, belichaamt een reddingsrobot veel uitdagingen die in dit vermogensbereik te vinden zijn, en illustreert het kansen voor sommige nieuwe producten in de sector van de vloeibare energie. Toepassingen worden beoogd op aanverwante gebieden zoals servicerobots, hulpmiddelen en bouw- en landbouwtoepassingen. De dichtstbijzijnde relevante apparaten die vloeibare stroom gebruiken bij of in de buurt van commerciële beschikbaarheid zijn de Big Dog Robot1 van Boston Dynamics voor transport over ruw terrein en de Bear Robot2 (assistentie-robot voor slagveldextractie) van VECNA Robotics die inderdaad zou profiteren van verbeterde compactheid en efficiëntie.

De voorziene uitdagingen voor de CRR (Compact Rescue Robot) omvatten efficiënte kleinschalige opwekking van energie, hetzij pneumatisch of hydraulisch, effectieve besturingsalgoritmen, vooral voor pneumatische servobesturing, en effectieve operatorinterfaces die aanzienlijk anders moeten zijn dan die voor grotere toepassingen waarbij de de machinist rijdt meestal op het apparaat.

De mobiliteitsmiddelen zijn een belangrijk beslissingspunt bij het ontwerp van CRR. Waarom benen? In een reddingssituatie wordt verwacht dat onstabiel puin, beschadigde trappen en obstakels in het pad zullen worden aangetroffen. Dit is de situatie die is gemeld in de kernreactor Fukushima Dai-ichi waar vier iRobot-militaire robots met twee ontwerpen zijn aangepast voor verkenning van de gebieden met hoge straling van de fabriek. Hoewel het redden van slachtoffers niet de missie is van deze robots, is het verkrijgen van toegang tot de bezienswaardigheden in de fabriek in potentie zeer vergelijkbaar, aangezien een explosie van waterstofgas in de fabriek heeft geleid tot aanzienlijke schade aan de gebouwen. De PackBot en grotere Warrior-robots zijn loopvlakvoertuigen en operators melden moeilijkheden bij het traplopen, het verkrijgen van tractie, het openen van deuren en het rechtop houden.3 Ervaringen van operators botweg geplaatst in een blog door een van de operators, geeft een realistische kijk op de uitdagingen van het bedienen van een robot in een rampscenario. Een legged, compacte, pneumatische of hydraulische robot zou een aantal problemen kunnen aanpakken die de operators daar uitdagen.

Elektrische reddingsrobots zijn meestal rups- of wielvoertuigen. Het onderhandelen over trappen en ruig terrein vormt een uitdaging voor deze 'continu contact'-ontwerpen die de voortbeweging met poten doorgaans niet tegenkomt. Benen kunnen van het ene stabiele contactpunt naar het andere gaan zonder contact met onstabiele gebieden ertussen. Bovendien komt intermitterende, heen en weer gaande bediening van benen door pneumatische of hydraulische cilinders vaker voor dan bij elektrische aandrijvingen die inherent roterend zijn.